Особенности современного естествознания
Естествознание конца XX века характеризуется рядом специфических черт, которые позволяют говорить об уже начавшемся повороте к новому этапу его развития. Этот этап, получивший название постнеклассического (или неонеклассического), был вызван не столько проблемами физики «переднего края» (микромир, космос), сколько острой необходимостью понять сложные экономические, социально-политические, общественные процессы, инициированные научно-техническим прогрессом. Ввиду того, что последствия этого прогресса оказались далеко не однозначными, более того, начали угрожать человечеству (ядерная, экологическая катастрофа, деградация культуры и человеческой психики), потребовалась научно обоснованная реакция общества на эти негативные последствия.
Для выполнения этого социального «заказа», наука должна была перейти к изучению больших и очень сложных систем, какими являются человек, биосфера, общество и т.п. Для анализа таких систем ученым пришлось отказаться от аналитического подхода к изучаемым объектам, основанного на все большем и большем «погружении» в глубь его структуры. Основными методами исследования становятся синтетические методы, концентрирующие внимание на специфических особенностях поведения сложных саморазвивающихся систем, пронизанных многочисленными нелинейными обратными связями между подсистемами. Именно эти обратные связи обусловливают индивидуальную неповторимость эволюции сложных систем. Одним из первых применил такой синтетический метод основоположник кибернетики Н. Винер. Развития системного подхода и его применение к сложноструктурированным объектам привело, в конце концов, к созданию нового направления в естествознании - синергетике, в основу которой были положены работы Германа Хакена, Ильи Пригожина и других. Синергетикаизучает поведение способных к самоорганизации сложных систем, находящихся вдали от состояния теплового равновесия и интенсивно обменивающихся энергией с окружающей средой. При определенных условиях поведение таких систем резко отличается от поведения обычных физических объектов, изучаемых в равновесной термодинамике. В частности, такие сложные системы начинают развиваться в направлении усложнения своей структуры, причем «траектории» такого развития могут раздваиваться (в точках бифуркации), вследствие чего развитие системы становится непредсказуемым, зависящим от собственной предыстории.
Если классическая и неклассическая наука занималась в основном изучением непрерывно протекающих процессов, достаточно плавных переходов между состояниями рассматриваемых объектов, то постнеклассическая наука начинает в первую очередь интересоваться вопросами возникновения новых качеств, связанных с переходом на более высокие уровни структурной организации. В связи с этим можно говорить о повороте от науки «существующего» к науке «возникающего», повороте от «бытия» к «становлению». Эволюционная наука постепенно переходит от индуктивно-эмпирического к дедуктивно-теоретическому уровню познания.
Однако особенность современного естествознания заключается не только в формировании единого взгляда на процессы в природе. Изменяется роль естествознания и науки в целом. «Планетарные» возможности человека сейчас таковы, что процесс познания природы уже нельзя считать актом «бесстрастного» наблюдения за чем-то внешним по отношению к наблюдателю. В связи с этим впервые за всю историю человечества встает вопрос о «цене» знания, которая не должна быть столь «высокой», чтобы полученное знание привело бы человеческий род к гибели. Другими словами, «истина» перестает быть самодовлеющей категорией науки («Не ищи в науке только истину и не пользуйся ею во зло или ради корысти», - говорил академик Д.С. Лихачев). Если апофеозом классической и неклассической науки была законосообразная истина и рациональным считалось только то, что ведет к ней, то в постнеклассической науке возникает новая идеология рациональности: рационально то, что ведет к выживанию. Такую идеологию можно было бы назвать гуманитарным антропоморфизмом.
2. 8. История естествознания как смена научных парадигм[1]
Вплоть до последнего времени развитие науки обычно рассматривалось как постепенный процесс накопления знаний, при котором факты, теории, методы исследований слагаются во все возрастающей запас достижений. Однако, то, что далеко не все из прошлого науки выдерживает испытание временем и сохраняет актуальность, свидетельствует не столько о монотонном накоплении, сколько о постоянном переосмыслении накапливаемой информации, ревизии достигнутых результатов, смене приоритетов и направлений научного поиска. Понимание этого привело в начале 60-х годов нашего века к появлению нового подхода к вопросу о сущности и закономерностях прогресса в науке, который базируется на представлении о скачкообразной смене основных концептуальных схем, моделей постановки проблем и их решений - того, что обычно понимают под термином парадигма. Автор этого подхода, американский историк и философ Т. Кун, впервые обратил внимание на чередование определенных фаз познавательной активности, которые характерны как для узких областей знания, так и для целых направления в науке. Большая часть исторического времени приходится, по его мнению, на период «нормальной» науки, которая представляет собой в высшей степени кумулятивный (накопительный) процесс, направленный на постоянное расширение научного знания и его уточнение в рамках общепринятой парадигмы. Образно выражаясь, на этом этапе природу как бы пытаются «втиснуть» в парадигму как в заранее сколоченную и довольно тесную «коробку». Другими словами, парадигмаявляется для «нормальной» науки и критерием истины, и критерием научности, и критерием значимости, в соответствии с которым определяются приоритетные направления исследований. Все, что не вписывается в парадигму, объявляется ненаучным и не заслуживающим внимания членов научного сообщества. В качестве примеров можно упомянуть корпускулярную парадигму в ньютоновской оптике (свет - поток частиц) и впоследствии сменившую ее волновую парадигму в классической теории электромагнетизма (свет - волна).
По мере углубления и расширения фронта научных исследований в рамках «нормальной» науки, совершенствования научных средств и методов, в поле зрения ученых все чаще попадают факты, не вписывающиеся в общепринятую парадигму. Если в начале эти факты («аномалии») после попыток «привязать» их к парадигме, объявляются неактуальными (иногда их даже лишают статуса научности1), то после того, как информация об «аномалиях» набирает «критическую массу», происходит научная революция, сопровождающаяся не просто уточнением или переосмыслением старой парадигмы, а переходом на новую парадигму, для которой характерен принципиально новый взгляд на природу. В этом смысле, например, ньютоновская масса m0 не является просто предельным значением релятивистской массы m = m0 / 
, при v ® 0, как об этом пишут в учебниках физики. Гораздо важнее то, что ньютоновская механика построена на концепции постоянной массы тел, в то время как в эйнштейновской теории относительности масса тела изменяется при изменении скорости движения.
Таким образом, в результате научной революции происходит не столько скачок на более высокий уровень знания (хотя и это имеет место), сколько перестройка самих взглядов на проблему, «реструктуризация» научной информации. После этого вновь наступает кумулятивный период «нормальной» науки, но уже в рамках новой парадигмы.
Описанный процесс очень напоминает эволюцию во времени сложных самоорганизующихся систем, находящихся вдали от состояния теплового равновесия, которые изучаются синергетикой. Поведение таких систем также характеризуется периодом «накопления» неустойчивостей, в результате чего в определенные моменты (точки бифуркаций) происходит скачкообразная, «катастрофическая» смена структуры, причем какая из возможных структур реализуется - предсказать невозможно.
Следует отметить, что рассмотренный подход к динамике научного знания пока еще находится в стадии развития и имеет немало критиков. В частности, до сих пор нет единого мнения о том, с какого «минимального» уровня (наука в целом, разделы науки, области знания, отдельные научные проблемы) уместно вводить понятие парадигмы. Например, относится ли флогистонная и кислородная теория горения к разным химико-физическим концепциям или же эти теории принадлежат к разным парадигмам (как считает Т. Кун).
Так или иначе, одна из существующих точек зрения заключается в предельно широком толковании термина парадигма как концептуального и методологического базиса науки. В соответствии с этой точкой зрения за всю историю естествознания существовали две глобальные концептуально-методологические конструкции, две парадигмы: ньютоновская и эволюционная. В соответствии с первой природа в целом качественно не развивается, а все изменения связаны лишь с количественными характеристиками существующих материальных связей. Наиболее категорично ньютоновская парадигма проявляет себя в динамических теориях, описывающих однозначное, строго определенное начальными условиями поведение объектов. Но даже в статистических теориях, где описание динамики поведения носит вероятностный характер, однозначность и определенность в поведении рассматриваемых объектов остается, правда, относится она уже не к самим объектам, а к средним значениям, средним отклонениям и другим параметрам, описывающим случайные величины. Очевидно, вплоть до настоящего времени ньютоновская парадигма была характерна для физики, химии и других разделов естествознания, изучающих фундаментальные явления в сравнительно низкоорганизованных структурах.
Иной подход к явлениям природы характерен для эволюционной парадигмы. В соответствии с ней динамика процессов в природе имеет непредсказуемый, уникальный характер. Это, конечно, не исключает существования определенных закономерностей поведения, но эти закономерности проявляются скорее как тенденции развития, чем как однозначная зависимость от начальных условий. Кроме того, в соответствии с эволюционной парадигмой изменения в природе могут приводить к появлению качественно новых объектов (например, рождение звезды из газо-пылевого облака или рождение человека), обладающих свойствами, которые полностью отсутствовали у структурных единиц, образующих эти объекты. Такое поведение, в первую очередь, характерно для космических, биологических, социальных процессов.
Можно сказать, что ньютоновская парадигма воспринимает природу как «мир существующий», а эволюционная парадигма - как «мир возникающий». Если еще совсем недавно казалось, что только ньютоновская парадигма удовлетворяет критериям научности, то сейчас можно с уверенностью сказать, что эволюционная парадигма является столь же фундаментальным взглядом на материальный мир.
Вопросы для самопроверки:
1. Когда произошло окончательное становление науки как самостоятельного компонента духовной культуры?
2. Почему именно в Древней Греции начался процесс зарождения элементов научного мышления?
3. Какую роль сыграла христианская религия в истории естествознания?
4. Какая физическая картина мира сформировалась к концу классического этапа развития естествознания?
5. Чем был вызван и в чем заключался революционный переход к неклассическому естествознанию?
6. Какие особенности отличают неклассическое естествознание от предшествующего ему классического подхода к Природе?
7. Какие проблемы обусловили переход к постнеклассическому этапу в науке?
8. Что такое парадигма (ньютоновская, эволюционная)?
1 Архетип - это прообраз, идея, лежащая в основе мифов, сказок и других созданий человеческой фантазии.
1 Божественное, по определению, познать невозможно, так как в основе любой религии лежит вера, а не доказательство. Как только что-то объяснено, оно перестает быть таинством и переходит в область науки. Поэтому, например, в православии совершенно не требуется «понимать», что такое Святая Троица, а следует поверить и принять этот догмат таким, как он есть.
1 Телеология - философское учение, считающее, что процессы и явлениям природы имеют цель (целесообразность), установленную Богом (Х. Вольф) или являющуюся внутренним источником природы (Аристотель, Лейбниц).
1 1. При невозмущенном движении орбита движущейся планеты есть эллипс в одном из фокусов которой находится Солнце.
2. Радиус-вектор планеты в равные промежутки времени описывает равные площади.
3. Квадраты периодов обращения любых двух планет вокруг Солнца относятся как кубы полуосей их эллиптических орбит.
[1] Парадигма - концептуальная схема постановки проблем, решений и методов исследования, господствующая в течение определенного исторического периода в научном сообществе
1 Например, первые эксперименты В. Рентгена с X-лучами некоторыми учеными были признаны фальсификацией.