06.03.2015 Тема 2
О картинах мира. Картины мира в древности. Механическая картина мира. Электромагнитная картина мира. Квантово-полевая картина мира.
Вероятно, первые вопросы развивающегося человечества относились к устройству окружающего их мира, составу и взаимодействиям в окружающей природе и к глобальному мироустройству. Загадочным и чудесными представлялись совершенные создания живой природы и ритмика наблюдаемого ближнего космоса. Поэтому первоначально сложился взгляд на наблюдаемый порядок в природе и мире как на разумный, целесообразный, т. е. так или иначе обожествленный окружающий мир. Содержание упомянутых явлений пытались раскрыть ученые-философы (натурфилософы) еще задолго до нашего времени.
Названные вопросы сейчас в значительной степени очерчены смысловым значением терминов “материя – пространство – вещество – энергия – время” и описываются в настоящее время в т.н. научных картинах мира.
Под научной картиной мира понимается непротиворечивая целостная и согласованная система представлений о мире, его общих свойствах и закономерностях, возникающая в результате обобщения и синтеза основных научных понятий и принципов, имеющихся у научного сообщества на конкретный момент времени.
Естественно-научной картиной мира (ЕНКМ) называется часть общей научной картины мира, которая включает в себя представления о природе. Создание естественно-научной картины мира предполагает установление связей между науками (например, биологическими, физическими и химическими).
В рамках картин мира осуществляется систематизация знаний соответствующих наук, которые представляют собой развитые системы научных понятий и связей между ними.
Картины мира обеспечивают целостность научной отрасли (науки), формируют методы научного познания, определяют стратегию научного поиска, ставят задачи экспериментальных и теоретических исследований, наглядно отображают их результаты.
Наибольший интерес для специалистов в области медицинской техники представляет естественно-научная картина мира, включающая в себя составными частями биологическую, физическую и химическую картины мира.
Самые первые картины мира обсуждались и описывались в рамках античной философии и носили натурфилософский характер (натурфилософия – наука о природе). Раньше других возникла физическая картина мира как общая теоретическая основа для всех наук о живой и неживой природе.
Биологическая картина мира в качестве раздела теоретических основ науки о живой природе возникла с запозданием, лишь в XIX веке, поскольку долгое время тормозилась церковью и государством. Отдельные направления биологической науки оказались чрезвычайно обособленными друг от друга, менее взаимосвязанными, чем, например, группа физико-химических наук. Эта обособленность развития сохранилась и до настоящего времени, что отразилось в наличии весьма разнородных научных биомедицинских специальностей.
Ядром современной естественно-научной картины мира является физическая картина мира, поскольку физика является фундаментальным базисом современного миропонимания. Многовековое развитие физики привело к созданию целостной естественно-научной картины нашего мира и его развития.
Однако современные исследования на основе развития научных представлений об информации (вспомним “туманное” определение информации, данное Н. Винером – “Информация – это не материя и не энергия”) позволяют думать, что мы переживаем следующий этап - этап становления новой, информационной картины мира, которая, вероятно, позволит целостно представить всеобщие связи и взаимообусловленность явлений в природе (например, неизвестными остаются до сих пор коммуникативные свойства человечества).
Картины мира в древности
Самые первые представления древних жителей Земли об устройстве мира кажутся наивными. Достаточно вспомнить ранние представления о форме и целостности Земли (присутствие в модели Земли слонов и черепахи).
Но это не главное. Важно то, что с самого зарождения науки ученые стремились к единому и точному знанию, пытаясь свести многообразие явлений окружающего мира к основным исходным принципам, к научным обобщениям.
В античных космогонических мифах в той или иной форме неизменно присутствуют идеи о единстве материи и мира, родившегося в результате упорядочения первобытного хаоса. Развитие этих идей привело к пониманию глобальных, фундаментальных вопросов, касающихся сути материи, в том числе – живой материи, времени и пространства.
Кратко перечислим имена древних ученых и их основные идеи об устройстве окружающего нас мира.
Имена
Фалес Милетский (ок. 625 - ок. 547 до н. э.), древнегреческий мыслитель, родоначальник античной философии и науки, основатель милетской школы, всё многообразие явлений и вещей возводил к единой первостихии - воде.
(Учитывая, что зарождение жизни связано с водой, это утверждение не так уж легкомысленно).
Анаксимандр (ок. 610 - после 547 до н. э.), древнегреческий философ, представитель милетской школы, автор философского сочинения «О природе», ученик Фалеса, считал первоначалом всего «апейрон», некую неопределённую и бесконечную субстанцию. Он создал геоцентрическую модель космоса, первую географическую карту, высказал идею о происхождении человека «от животного другого вида» (рыб) (Идея о существовании развитого вида земноводных, близких к высшим животным, активно обсуждается в последнее время за рубежом. Начало всего – бесконечная субстанция – отвечает современным представлениям о материи).
Анаксимен (6 в. до н. э.), древнегреческий философ, представитель милетской школы, ученик Анаксимандра, первоначалом всего считал воздух, из сгущения и разрежения которого возникают все вещи. (Состав газовой среды атмосферы Земли после БВ – водород и гелий, что достаточно близко идеям Анаксимена).
Гераклит Эфесский (конец 6 - начало 5 в. до н. э.), древнегреческий философ, представитель ионийской школы, считал первоначалом всего сущего мировой огонь, который есть также душа и разум (логос). Путем сгущения из огня возникают все вещи, путем разрежения в него возвращаются. Он высказал также блестящуюидею непрерывного изменения, становления (“Все течёт, всё изменяется, в одну реку нельзя войти дважды”, “Противоположности пребывают в вечной борьбе, но не исключают друг друга, образуя вместе гармонию мира”). (Мировой огонь – м.б. это описание проявлений БВ?)
Левкипп (5 в. до н. э.), древнегреческий философ, один из создателей античной атомистики, был учителем Демокрита. (Атомистика – это правильный ход мысли).
Демокрит (ок. 450г. до н. э.) утверждал, что существуют только атомы и пустота. Атомы - неделимые материальные элементы (геометрические тела, «фигуры»), вечные, неразрушимые, непроницаемые, они различаются формой, положением в пустоте, величиной, движутся в различных направлениях, из их «вихря» образуются как отдельные тела, так и все бесчисленные миры, они невидимы для человека, истечения из них, действуя на органы чувств, вызывают ощущения. (Характристика атомного уровня – это уже круто).
Эпикур (341…270г.г. до н. э.), древнегреческий философ, основатель философской школы,) делил философию на физику (учение о природе), канонику (учение о познании), и этику. В физике Эпикур следовал атомистике Демокрита и пропагандировал его. (Методист в науке)
Платон (примерно 400г. до н. э.) древнегреческий философ, основал в Афинах Платоновскую Академию. Основатель математических и логико-теоретическое концепций в научных исследованиях, Платон утверждал, что «все есть число», а мир объясняется едиными законами чисел. (Для точных наук – хорошо, для сложных систем - проблематично).
Пифагор (6в. до н. э.), древнегреческий философ, религиозный и политический деятель, основатель школы пифагореизма, математик, изучавший свойств целых чисел, пропорций и др. Основатель научной школы религиозно-философского учения, исходившего из представления о числе как основе всего существующего. Пифагор утверждал, что числовые соотношения, есть источник гармонии космоса, структура которого мыслится как природно-математическое единство. Пифагореизм внес значительный вклад в развитие математики, астрономии и акустики.
Однако научная деятельность Платона и Пифагора, как ни странно, оказалось тормозом в развитии биологических наук, поскольку физиологические характеристики не всегда отражались числовой характеристикой.
Аристотель (384-322 до н. э.), древнегреческий философ, учился у Платона в Афинах; в 335г. основал Лицей, или перипатетическую школу, был воспитателем Александра Македонского, обосновал соотношение физики, метафизики, математики и логики в дисциплинарном строении науки, близкое к его современному пониманию. Аристотель использовал термин ”материя” (как лес, древесина – т.е. строевой материал) в понимании “первоначала всего”, отождествляя материю с пространством, Аристотель установил направление физической философии как науки о природе, основах натурфилософии с идеей перводвигателя (“бог и природа ничего не делают напрасно”), дуализма природы, отменяющего общность физических законов, действующих на разных структурных уровнях, рассматривал концепцию структурной иерархической лестницы природы и т.д. (Когда он все успел сделать?)
Зенон (ок. 300 до н.э.) основатель и представитель философской школы стоиков, считал единства бытия отражением единой формы существования материи, что позволяло считать все сущее единой Вселенной. Согласно стоическим мировоззрениям, материя может быть преобразована в тело, едина, непрерывна, динамична и представляет собой единое сущее.
Саморазвитие мира происходит циклически, каждый цикл завершается превращение всего в огонь. В начале каждого нового цикла “творческий огонь” – он же бог (логос) порождает четыре первоосновы – огонь, воздух, воду и землю, а из них – все тела в мире. Тела – бесконечны, делимы, равно как и время, определяемое как мера движения мира. Душа человека есть часть мировой души, со смертью отделяется от тела, переставая быть носителем личностных свойств.
Главный признак бытия – способность действовать целенаправленно (иметь целеуказание), ориентируясь на оптимизацию существования, и испытывать воздействие.
Новоевропейский материализм (новое время) стоиков продолжал проповедовать единство и вечности материи, которая и составляет все сущее.
“Материя, или природа, есть великое целое, вне которого ничто не может существовать… Способ существования материи – движение, которое происходит из внутренней силы, присущей материи. Все, что мы воспринимаем и мыслим, включая нас самих и наше мышление, - есть модификация той же единой материи и ее движения. Материя бесконечна как в пространстве, так и во времени, протяженна, делима, непроницаема, способна принимать любые формы, которые сама же и продуцирует”. (Гиганты мысли!!!)
Таким образом, раннее понимание окружающего мира, начиная с ранних греческих натурфилософов (около 300 лет до н.э.) до нового времени, проходило под флагом ”гилозоизма”, т.е. “живой материи”. Главная задача натурфилософов – утвердить философские представления о мире с единой, незыблемой, вечной основой. Именно в качестве такой исходной основы предлагалось понимание материи.
Материя – живая, движущая, организующая сила, начала которой лежат во всемогущей божественной силе. Она обеспечивает единство и стабильность Космоса, неизменность и непреложность его законов. При этом материальному первоначалу приписывается ”правильное, закономерное” движение.
Д. Бруно (1548…1600), представитель новоевропейской школы стоиков - пантеизма, считал - “Нет вещи, не обладающей душой, или, по крайней мере, жизненным началом”. Бруно считал, что природа – это бог в вещах. Основной единицей бытия является монада, в деятельности которой сливается духовное и телесное. Высшая субстанция – монада монад, т.е. бог. Как целое, она проявляется во всем единичном (принцип – все во всем). (Нет слов!)
Натурфилософы своими изысканиями пытались раскрыть различные уровни природы как соотношение части и целого, показать пути развития природы от неорганических элементов к живому, к жизни человека.
В период античности научная картина мира не разрабатывалась в деталях, и общественно-историческая практика не предъявляла таких требований. В этом - причины кризиса поздней античной науки.
Тем временем, на планете набирал силу ранний капитализм, специфика фабрично-заводского производства требовала от “науки всех наук” ответов на повседневные вопросы в решении сложных технических задач, в конечном счете выходивших на развитие товарно-денежных отношений. Ответом на возникающую реальность должен был явиться новый подход и в решении сложных мировоззренческих вопросов. В философии возникали актуальные новые задачи, и их надо было решать, изменяя отношение к базовым философским категориям. Наступила эра формирования механистической картины мира.
Формирование и становление механистической картины мира (МКМ) происходило в течение нескольких столетий до середины девятнадцатого века под сильным влиянием взглядов выдающихся мыслителей древности. Она явилась необходимым и очень важным шагом на пути познания природы.
Имена учёных, внесших основной вклад в создание МКМ: Демокрит, Эпикур, Аристотель, Лукреций, Коперник, Галилей, Декарт, Ньютон, Лаплас и др.
Галилей (1564 … 1642) считал, что первичные качества материи – это ее арифметические свойства (вычисляемость), геометрические свойства (форма, величина, положение, касание) и кинематические свойства (подвижность).
Кеплер (1571…1630) усматривал в материи два наиболее важных параметра – силу движения и силу инерции (параметры, связанные с массой). Систематичность и точность наблюдений позволила Кеплеру установить ритмичность и закономерность движения планет и звезд (что далее оказалось востребованным в биоритмике).
Ньютон (1643…1727) установил в классической механике основные свойства материи – инерцию (способность сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения) и тяжесть (способность масс взаимно притягиваться в соответствии с законом гравитации). “Гипотез не измышляю” – знаменитое высказывание Ньютона, свидетельствующее о содержании научных методов ученого – фундаментальные научные знания составляют принципы, установленные на основании опытов, экспериментов, знания описываются математическими выражениями с дальнейшим их развитием в согласованную теоретическую базу.
Трудами Ньютона был заложен фундамент механистической картины мира.
У Канта (1724…1804) и у Лейбница (1646…1716) материя полностью сводится к проявлениям силы, Кант при этом подчеркивает зависимость пространства от времени.
Ламарк (1744…1829) – французский философ-естествоиспытатель, создатель первого целостного учения об эволюции органического мира, предшественник Дарвина, отмечал, что упражняемые органы – развиваются, неупражняемые – атрофируются и ослабевают. Ламарк был убежден в непрерывном совершенствовании организмов и приспособляемости организмов к окружающей среде, был близок идеям современной натурфилософии.
Ч. Дарвин (1809…1882) - англ. естествоиспытатель, основатель теории эволюции органического мира и учения о происхождении видов. Выделял в эволюционном процессе материальные факторы – наследственность и изменчивость, а также движущий фактор – естественный отбор. Создал предпосылки для создания Синтетической теории эволюции, в формировании которой принимали участие Н. Вавилов, Дж. Холдейн, А. Колмогоров, Н. Тимофеев-Ресовский и т.д. Дарвинизм вошел в СТЭ в качестве основной части. Современное развивающееся дополнение СТЭ – молекулярная эволюция.
Николай Коперник (1473…1543), польский мыслитель эпохи возрождения, был первым человеком, сумевшим нанести сокрушительный удар по геоцентрическим системам мира. В мае 1543г. увидела свет его книга «О вращениях небесных сфер». Учение Коперника противоречило церковным воззрениям на устройство мира и сыграло огромную роль в истории мировой науки.
Галилео Галилей (1564…1642г.г.), наряду с Ньютоном, также считается одним из основоположников механической картины мира, одним из основателей точного естествознания. Он боролся против церковной схоластики, считая верной основой познания опыт.
В годы детства и юности Галилея в науке господствовали представления об окружающем мире, сохранившиеся со времён античности. И Галилей был одним из первых, кто отважился выступить против них.
Галилей сконструировал первый в мире термоскоп, который явился прообразом термометра.
С помощью подзорной трубы он сделал несколько выдающихся астрономических открытий.
Наблюдения за спутниками Юпитера, фазами Венеры, строением Млечного Пути, солнечными пятнами, кратерами и горами на Луне и движениями других небесных тел сделали его убеждённым сторонником гелиоцентрической системы. Открытия Галилея подрывали доверие к официальным и религиозным взглядам на строение мира. Деятельность Галилея была подвергнут суду инквизиции (1633), вынудившей его отречься от своего учения. До конца жизни Галилей был принужден жить под домашним арестом. И только в 1992 году папа Иоанн Павел II реабилитировал Галилея и объявил решение суда инквизиции ошибочным.
Рене Декарт (1596…1650г.г.), французский философ, математик, физик и физиолог, заложивший основы аналитической геометрии, определивший понятия переменной величины и функции, предположил существование закона сохранения количества движения, положил в основу своих построений принцип несотворимости и неуничтожимости движения. При этом все формы движения он сводил к механическому перемещению тел.
Исаак Ньютон (1643…1727г.г.), английский математик, механик, астроном и физик, разработал (независимо от Г. Лейбница) дифференциальное и интегральное исчисления. Он построил первый в мире зеркальный телескоп, чётко сформулировал основные законы классической механики, открыл закон всемирного тяготения, сформулировал теорию движения небесных тел, создал основы небесной механики. Пространство и время в механике Ньютона являются абсолютными. Следует сказать, что работы Ньютона в механике, оптике и математике намного опередили его время, многие его работы актуальны и сейчас.
Лаплас Пьер Симон (1749…1827г.г.), французский астроном, математик, физик, автор классических трудов по теории вероятностей и небесной механике. Лапласом и Кантом была предложена гипотеза происхождения Солнечной системы из газопылевого облака, развитая современными астрономами.
В соответствии с временной шкалой, здесь уместно упомянуть о развитии диалектического материализма, являющегося философией марксизма ХХ века. В.И. Ленин (1870…1924), внесший свою лепту в познание материи, писал, что неабсолютный характер некоторых свойств, считавшихся ранее первичными и базовыми (размеры частиц микроуровня в процессе познания уменьшились до пределов, позволяющих говорить об “исчезновении материи”, вовсе не означает, что материя исчезла: ” исчез лишь тот предел, до которго мы знали материю до сих пор, наше знание идет глубже. ... Природа бесконечна”. Если прежний материализм отождествлял материю с веществом, то для диалектического материализма ”материя есть объективная реальность, существующая независимо от человеческого сознания и отображаемая им”. Таким образом, наметился зазор между трактовками материи и вещества.