Панорама и феноменология современного естествознания

Панорама современного естествознания, фрагментарно отраженная в схеме 13, явно указывает на взаимодействующие процессы в познании Природы. С одной стороны, происходит дифференция и специализация естественных наук, которую вряд ли оправданно снижать в утилитарно-прикладном, предметно-производственном плане их взаимосвязи с научно-техническим прогрессом. Более того, специализация, дифференция знаний служат и интегрирующим фактором в системе наук, создавая «переходные, пограничные науки» (типа физической химии, биохимии, биогеофизики, астрофизики и т.п.).

С другой стороны, приходится констатировать, что «время энциклопедистов либо безвозвратно ушло, либо ещё не наступило», и в формировании интеллектуальной культуры личности трансдисциплинарность приобретает принципиальную ценность, что обусловливает, в частности, проблему построения общего естествознания как целостной совокупности основных естественных наук.

И наконец, экологическая стратегия жизнеобеспечения и созидания целостной культуры человеческой цивилизации и коэволюционная синергетическая парадигма современной «понятийной сетки» рассмотрения Мира (Универсума) ставит на повестку дня объединение всех сегментов интеллектуальной сферы культуры. При этом особое значение приобретает понимание, что естественные и гуманитарные науки имеют общую методологию познания, основанную на идеях эволюции, системности и самоорганизации. Целостное восприятие Мира в концепции современного естествознания, направленное на преодоление разрыва между естественнонаучным и гуманитарным подходами различных наук, называется холизмом (принципом целостности).

Причиной разрыва в техногенной цивилизации между гуманитарной и естественнонаучной культурами стало, с одной стороны, представление культуры, как «контрнатуры», а с другой, резкое усиление воздействия в рамках научно-технической революции науки на общество и природу, что становится не только фактором прогресса, но и причиной ряда трудно решаемых глобальных проблем. Человечество должно пройти путь между «Сциллой и Харибдой», между «пропастью, разделяющей имущих и неимущих», между опасностью самоуничтожения, особенно при попытке решения межгосударственных проблем и проблем «международного и группового терроризма» с помощью создаваемой системы вооружения и экологической, геологической и космической опасностями.

Многие учёные связывают решение глобальных проблем человечества с эволюционно-диалектическим процессом перерастания техногенной цивилизации в информационно-образовательную цивилизацию, в которой будет создана «целостная культура» человеческой цивилизации. В стратегически нестабильном XXI веке усиливается необходимость кооперативно-синергетического взаимодействия «физической (естественно-научной) экономики» с «информационной экономикой».

Весь Мир (Универсум) можно представить в виде пересечения Логоса, Природы и Человека (см. схему 14).

Схема 14. Основные сегменты сферы Мира (Универсума)

Мир – это всё познанное, существующее; бытие физическое (материя, пространство-время) и духовное; форма существования – пространство событий.

Наблюдаемую сторону Мира назовём Природой, чувственную сторону, свяжем с Человеком (Субъектом) и, наконец, к познаваемой стороне Мира отнесём Логос, имеющий многозначность в переводах с греческого языка – это Разум, Слово, Отношение, Учение. В отношении Субъекта к объектам Мира познаются и сущность, и ценность событий и явлений Мира.

Истина – знание объекта, открывающее для субъекта возможность удовлетворения потребностей.

Высшие духовные ценности для отдельных сфер бытия: истина – для науки и философии; вера – для сакрального озарения, в том числе и для религии; совершенство – для эстетического сознания; справедливость, добро, свобода, любовь и счастье – для сфер бытия Человека и социума. Наряду с духовными ценностями система включает здоровье (физическая жизнь и потребности), благосостояние (материальные потребности, социокультурная экономика), гармонию с Природой (экологическая сфера).

В рамках экологической сферы Природа – это совокупность всех взаимодействующих объектов и явлений живой и неживой материи, образующих естественную среду существования человека. В глобальном естественнонаучном понимании Природа – это весь материальный, энергетический и информационный мир Вселенной.

Мы зададим структуру общего естествознания, выделив физику, включая в неё астрофизику и космологию, химию, науки о Земле в обобщённой геологии, и биологию как совокупность наук о живой природе.

Очень часто в структуре общего естествознания пытаются выделить «лидера» среди естественных наук. На наш взгляд, искать в сфере общего естествознания науку – лидера естествознания в общем плане неоправданно в силу как их всё возрастающей междисциплинарности, так и интегрирующей трансдисциплинарности. Конечно, экобиология и возрастание феномена Человека ставит на роль лидера биологию, но проблемы поиска новых веществ и форм энергии и космические опасности не снижают роли физики и химии, а геологические опасности не снижают роли наук о Земле. Изобразив сферу общего естествознания в виде взаимодействия основных естественных наук (см. схему 15), мы подчеркнём их кооперативно-синергетическое взаимодействие в общем естествознании, опирающемся на основополагающую концепцию коэволюции природных систем.

Схема 15. Сфера общего естествознания

Интегрирующую функцию, наряду с синергетикой, выполняют и другие отрасли знания: экология, философия, математика, кибернетика и теория информации.

Можно также выделить основные понятия и идеи общего естествознания, приведённые ниже:

· Система – множество элементов или объектов, заданных отношениями между ними. Но эти отношения не обязательно имеют характер связи, взаимодействия между ними.

· Структура – множество элементов или объектов с определённым отношением связи, взаимодействия между ними.

· Хаос – состояние, в котором не образуется устойчивых во времени структур, отсутствуют согласованные направленные процессы.

· Порядок – состояние, в котором имеются согласованные (устойчивые) направленные движения и «запоминаемость» определённых конфигураций.

· Беспорядок − состояние, промежуточное между порядком и хаосом, в котором развивается «склероз» в «запоминаемости» определённых конфигураций и(или) хаотизация согласованных (устойчивых) направленных движений.

· Симметрия – свойство объектов сохранять определённые характеристики при преобразованиях.

· Дисимметрия – элементы симметрии, которые отсутствуют как в объекте, так и в его окружение; понижение симметрии при взаимодействии объектов (природных систем) или объекта и его окружения.

· Асимметрия – понятие, противоположное симметрии, т.е. характеризует свойство объектов не сохранять определённые характеристики при своих преобразованиях.

· Вселенная регулярна и предсказуема.

· Все упорядоченные (детерминированные) движения можно описать одним набором механических законов.

· Энергия не исчезает.

· При всех превращениях энергия переходит из более полезных в менее полезные формы. Это приводит в закрытых природных системах к росту энтропии – меры беспорядка, в открытых диссипативных системах возможно как возрастание, так убывание и даже сохранение энтропии, т.е. возникает взаимопроникновение Хаоса и Порядка.

· Всё состоит из атомов.

· Фундаментальные физические взаимодействия задают развитие природных систем и структур на основе дисимметрии – двусторонности связи симметрии и асимметрии.

· Все: материя, энергия, квантовые характеристики частиц – выступают дискретными величинами, и нельзя измерить ни одну из них, не изменив её.

Важную роль в общем естествознании также имеют трансдисциплинарные стратегии и концепции естественнонаучного мышления.

1.6. Трансдисциплинарные стратегии и концепции современного естествознания

В рамках трансдисциплинарного подхода выделяют классическую, неклассическую и постнеклассическую стратегии естественнонаучного мышления (КСЕМ, НСЕМ и ПСЕМ). Основные идеи этих стратегий приведены в схеме 16.

Схема 16. Стратегии естественнонаучного мышления

КСЕМ	НСЕМ	ПСЕМ
· В природе нет случайности; представления о вероятности того или иного события принципиально вторичны. · Естествоиспытателю принципиально доступно и подвластно всё в изучаемой системе. · В логической цепи мышления применяется схема выбора «или – или» и детерминированная причинно-следственная связь (Лапласовский детерминизм). · Образ мира возводится из отдельных элементов на основе упорядоченных, жёстко детерминированных связей между ними. Но полностью преодолеть сегментированность знания не удаётся и результат в целом оказывается близким к мозаичному полотну.	· Случайность – фундаментальное свойство природы: необходим вероятностный прогноз результатов измерения. · Признание стохастического (нерегулярного) характера природных явлений, как неотъемлемого фактора бытия Мира. · Воздействие на объект со стороны окружения является флуктуационно-неконтролируемым; невозможно даже мысленное экранирование исследователя от объекта изучения; вводится понятие состояния, включающего в себя и объект и окружение, в том числе и исследователя. · В логической цепи мышления применяется схема совмещения «и – и» и вероятностный детерминизм причинно-следственных связей. (Флуктуационная модель неклассического естествознания Бора – Гейзенберга). На основе НСЕМ зародилась неклассическая научная ментальность, главный смысл которой – отражение мира в виде сложной системы взаимодействия частей и целого.	· В основе постнеклассической стратегии естественнонаучного мышления лежит основополагающая концепция коэволюции (совместной эволюции) природных систем, опирающаяся на понятия: системность, самоорганизация, историчность и глобальный эволюционизм.   · Являясь логическим развитием КСЕМ и НСЕМ, ПСЕМ опирается на две модели эволюции: исторически плавную (адаптационную) и скачкообразную (бифуркационную) с определённым приоритетом последней. · В основе ПСЕМ лежат теории порядка и хаоса, прежде всего синергетика, включая неравновесную термодинамику и нелинейную динамику, а также теория информации и эволюционная необратимость времени. · В современном научном мышлении происходит выработка общей, постнеклассической методологии познания естественных и гуманитарных наук, основанной на идеях эволюции, системности и самоорганизации.

В качестве трансдисциплинарных концепций мы выделим прежде всего фундаментальную концепцию целостности Природы, а также основополагающую концепцию науки – концепцию моделирования и трансдисциплинарную концепцию экспериментальной достоверности (см. соответствующие схемы № 17, 18 и 19).

Схема 17. Фундаментальная концепция целостности Природы

v Несмотря на множество конкретных физических, химических, геологических и биологических структурных уровней материи объектов, состояний процессов и явлений, Природа – единый целостный «организм», в котором все взаимосвязано. Холизм и экоцентризм распространяют принципы целостности и ценности Природы и на отдельные объекты и их взаимодействие с другими объектами, и всей Природой в целом, т.е. на состояния. v Любой объект природы не может быть познан в отрыве от других объектов, находящихся в среде его естественных контактов. v Характер взаимоотношений в состоянии «объект плюс окружение» может быть сведен либо к одностороннему воздействию окружения на объект, либо к равноправному взаимодействию объектов. Как воздействие, так и взаимодействие могут осуществляться в принципиально разных формах: оно может быть полностью контролируемым в рамках КСЕМ и наоборот неконтролируемым в рамках НСЕМ. Очевидно возможно и их сочетание. v В рамках ПСЕМ концепция целостности Природы находит свое отражение в коэволюции всех природных систем на основе взаимопроникновения Порядка и Хаоса и объединения всех взаимодействий в единой теории поля. Самоорганизация природных систем приводит в концепции целостности к пересечению научного и сакрального мышлений и к пониманию феномена человека как своеобразный голограммы Вселенной, синергетического взаимодействия экоцентризма и антропного принципа, основанного на том, что только при заданных Природой параметрах (универсальных физических константах) целостного «организма» Вселенной оказалось возможным появление разумного наблюдателя.

Схема 18. Концепция моделирования в общем естествознании

v Как объект, так и окружение, а, очевидно, воздействие и взаимодействие – состояние природных систем и структур надо моделировать, так как невозможно «объять необъятное». Модели – «суррогаты», образы, представления о них, заменяющие в конструктивно-теоретических и эмпирических методах научного познания реальные объекты, явления и процессы. v Модели подразделяются на идеальные и материальные. Идеальные модели могут быть описательными, абстрактными и математическими. Математический формализм придает модели эвристический характер. Материальные модели используются в натурном эксперименте, с помощью которого исследователь задает конкретные вопросы природе и ее конкретным проявлениям. v Математический формализм и современные суперкомпьютеры позволили реализовать компьютерные модели и виртуальное исследование природы без вмешательства в природные системы, т.е. реализовать виртуальный эксперимент в познании природы. В виртуальном эксперименте в определенной степени проявляются пересечение идеальных и материальных моделей. v Различают также отмеченное нами ранее эмпирическое и теоретическое моделирование, которые зачастую пересекаются. Эмпирические методы могут применяться и на теоретическом уровне при работе с мысленными моделями. v Идея моделирования как способа описания природы требует различать природу, как таковую, называемую объективной реальностью и систему научного знания о ней, отразившую естественнонаучную реальность. v В рамках общего естествознания особая роль принадлежит моделированию структурных уровней материи, которое делает процесс познания природы более простым.

Схема 19. Концепция экспериментальной достоверности естественнонаучного знания

v Материальное моделирование натурного эксперимента долгое время создавало уверенность, что концепция экспериментальной достоверности лежит в контексте известной цитаты: «Практика – критерий истины». Однако, как отмечает ряд исследователей, в подобном подходе кроется и «некий яд». v Трансдисциплинарная идея экспериментальной достоверности прошла сложный путь от методологического тезиса натурфилософии: «Все наблюдаемое действительно» до осознания важности интерпретации результатов эксперимента, вплоть до осознания относительности нашего познания к средствам эксперимента. v В КСЕМ прибор как канал связи между исследователем и объектом считается «идеальным» с точки зрения передачи информации о характеристиках объекта без искажений. В НСЕМ прибор перестает быть «абсолютно прозрачным» каналом связи между исследователем и объектом, в нем как бы случайно происходит потеря части истинной информации. Необходим дополнительный поиск корреляционных соотношений между флуктуациями (погрешностями, неопределенностями), возникающими как в процессе измерения, так и реально существующими в природе. v Во многих эволюционных моделях, опирающихся на длительное время эволюции природных систем, их экспериментальная проверка с трудом поддается строгой интерпретации, так как время жизни исследователей – это мгновение (только точка) на эволюционной «стреле времени». v Вообще для НСЕМ и ПСЕМ характерна точка зрения, что конструктивно-теоретическая модель зачастую задает и характер ее экспериментальной проверки, и наоборот, один и тот же эксперимент поддается интерпретации порой в рамках разных абстрактных и математических моделей.