Концепции современного естествознания

теорий для описания социальных явлений. Примером этого может служить предложенная в 1996 г. известным российским физиком С.П. Капицей феноменологическая теория народонаселения [10, 11, 12].

Другим примером является экономическая по содержанию, но базирующаяся на методах статистической физики теория корпоративного роста, разработанная недавно международным коллективом специалистов физиков и экономистов. Вообще же для современной науки все более характерным становится так называемый проблемный подход, заключающийся в том, что для решения конкретных и важных вопросов науки объединяют усилия ученых разных специальностей, создавая смешанные научные коллективы.

С другой стороны, можно привести примеры использования в естествознании приемов типично «гуманитарных». Например, определенную методологическую роль играет эстетическая оценка естественнонаучных теорий. «Красота» теоретических моделей, по мнению таких известных физиков, как П. Дирак, В. Гейзенберг и др., является своеобразным симптомом адекватности этих моделей реальности.

Существенен и личностный аспект взаимодействия двух культур, проявлением которого становится активное участие видных ученыхестественников в решении крупных общечеловеческих проблем или проблем методологии социальных наук (А. Эйнштейн, В.И. Вернадский, А.Д. Сахаров, И.Р. Пригожин, Н.Н. Моисеев и др.).

Профессор, физик и поэт В.Ф. Ноздрев обоснованно считает органической и плодотворной связь между наукой и искусством (в частности, поэзией). «Работа в области поэзии дает сильное развитие фантазии и образности мышления, что является необходимыми факторами успешной работы ученого в науке. С другой стороны творческая работа в науке является философским фундаментом для поэзии, значительно повышает общую культуру личности, а следовательно, и эрудицию. Сочетание в одном лице ученого и поэта порождает комплексное мироощущение, расширяющее наши возможности всестороннего познания мира одновременным проникновением в его тайны и разумом и чувством. Поэтому противоестественно отрывать их друг от друга. Мы уже не говорим о том, что само поэтическое отношение к жизни, поэтическое мироощущение является могучим стимулом к творчеству» (Муза в храме науки: Сб. стихотворений / Сост. В.Ф. Ноздревым М., 1988).

Не только наука влияет на многие аспекты жизни людей но и сама она испытывает многообразные воздействия со стороны других сфер культуры, даже со стороны религии.

В силу зависимости от политики, идеологии и социальной психологии ученые во многих случаях терпимы по отношению к религии, хотя по

11

своим исходным установкам наука и религия остаются несовместимыми. Таким образом, наблюдается тенденция к сближению, конвергенции двух культур, объективной основой которой служит единство всего материального мира и необходимость решения междисциплинарных, комплексных проблем современной науки, а также глобальных проблем че-

ловеческой цивилизации.

1.2. Специфика гуманитарного и естественно – научного знания

Между наукой и искусством существует множество параллелей, которые сразу же бросаются в глаза. Подобно художникам, каждый ученый имеет свой неповторимый стиль. Представления ученых о том, какой должная быть хорошая теория, удивительно схожи с аналогичными воззрениями представителей искусства… Корректной считается та теория, которая предположительно допускает экспериментальную проверку. Тем не менее в некоторых случаях научная интуиция способна предугадать правильность теории еще до ее экспериментальной проверки. Эйнштейн (как и многие другие физики) верил в истинность специальной теории относительности даже когда…эксперименты, казалось бы, противоречили ей.

Р. Моррис

От технических наук естествознание отличается нацеленностью на познание, а не на помощь в преобразовании мира, а от математики тем, что исследует природные, а не знаковые системы.

Следует учитывать различие между естественными и техническими науками, с одной стороны, и фундаментальными и прикладными – с другой. Фундаментальные науки – физика, химия, математика и др. – изучают базисные структуры мира, а прикладные занимаются применением результатов фундаментальных исследований для решения как познавательных, так и социально – практических задач. В этом смысле все технические науки являются прикладными, но не все прикладные науки относятся к техническим. Например, физика металлов, физика полупроводников являются теоретическими прикладными дисциплинами, а металловедение, полупроводниковая технология – практическими прикладными науками.

Однако провести четкую грань между естественными, общественными и техническими науками в принципе нельзя, поскольку имеется целый ряд дисциплин, занимающих промежуточные положения или являющихся комплексными по своей сути. Так, на стыке естественных и общественных наук находится экономическая география, на стыке естественных и технических – бионика, а комплексной дисциплиной, которая включает и естественные, и общественные и технические разделы, является социаль-

12

ная экономика.

Вестествознании изучаются природные вещи и процессы. Область естественных наук охватывает также вещества и процессы, которые появились благодаря деятельности человека. Так, химики синтезируют в избытке вещества, которые не существуют в природе. Однако, и это весьма характерно, предметом химии являются сами упомянутые вещества как таковые, а отнюдь не поступки и ценности людей.

Впротивоположность естествознанию в гуманитаристике изучают поступки людей, их целевые ориентиры и ценностные убеждения. Поступки людей несостоятельно сводить к их природной основе (это натурализм). В отличие от явлений, изучаемых в естествознании, поступки людей имеют ценностное содержание. Ценности несводимы к массе, энергии, генам и т.п. Ценности – это интерпретационные конструкты, которые вырабатываются самими людьми в стремлении обеспечить эффективность своей жизни. Ценности ответственности, свободы, демократии, ненасилия являются творениями людей, их невозможно обнаружить в том мире вещей и процессов, которые входят в компетенцию естествознания [1, 12].

Отмеченное выше по поводу специфики явлений, изучаемых соответственно в естествознании и гуманитаристике, позволяет очертить особенности воспроизведения этих явлений на перцептуальном (чувственном), когнитивном (мыслительном), и лингвистическом (словесном) уровнях науки.

И природные и гуманитарные явления воспринимаются и воспроизводятся чувствами. Если чувственно воспроизводятся природные явления, то речь идет о том, что имелось или имеется в наличии. Органы чувств человека, усиленные соответствующими приборами, позволяют, например, разглядеть и расслышать природные явления в их вещественноэнергетической специфике. Звезды ученые рассматривают в телескопы, а атомы – в ионные микроскопы. Принципиально иначе обстоит дело с поступками людей, их ценностное содержание невозможно ни сфотографировать, ни зафиксировать на звукозаписывающую пленку. Тем не менее поступки людей воспроизводятся в чувствах, обычно в форме особых эмоций и переживаний, в которых поступок определенным образом интерпретируется, оценивается.

Рассмотрим специфику естествознания и гуманитаристики анализом лингвистического уровня науки. После всего изложенного очевидно, что предложения естествознания представляют собой высказывания о природных явлениях и тех понятиях и чувствах, в которых они воспроизводятся человеком. Предложения гуманитарных наук представляют собой высказывания о поступках людей, их интерпретациях на основе ценностей и воспроизведениях в оценочных чувствах. Предложения естест-

13

вознания имеют дескриптивный (описательный), а предложения гуманитаристики – прескриптивный (предписывающий) характер.

Таким образом, в естествознании имеют дело с чувствами, фиксирующими положение дел. Гуманитаристика же – область чувств, оценивающих поступки. Этот факт объясняется недостаточной разработанностью вопроса о перцептуальной специфике естественно-научного и гуманитарного знания.

Обратимся теперь к когнитивному уровню науки. В гуманитаристике ему соответствуют ценности, в естествознании – понятия. И понятия и ценности имеют дело с общим в изучаемых явлениях. Существенное отличие понятий от ценностей состоит в том, что первые фиксируют, описывают общее в изучаемых явлениях, а вторые позволяют оценивать и предписывать поступки. «Масса», «энергия», «химическая реакция», «ген» – это понятия, а «прибыль», «демократия», «ненасилие» представляют собой ценности. Понятия обладают дескриптивным (описательным) свойством. В отличие от понятий ценности имеют не дескриптивный, а предписывающий характер. Гуманитарий использует ценности, он не может обойтись без них, поэтому он всегда оценивает поступки людей.

При сравнении естествознания и гуманитаристики следует уделять особое внимание принципу гносеологического актуализма, согласно которому предпочтение отдается наиболее развитому и совершенному знанию. Суть дела в том, что нельзя к культуре причислять все что угодно. Культура – самое развитое. Зачатки естественно-научного и гуманитарного знания присущи каждому человеку, но не каждому удается возвыситься до уровня культуры. Принцип гносеологического актуализма нацеливает на непременное усвоение достижений современных наук. Недопустимо удовлетворяться суррогатами знания. Это относится в равной степени как к естествознанию, так и к гуманитаристике [4, 37].

При оценке естествознания и гуманитаристики важно учитывать место и долю в них научной составляющей. Сложившееся положение дел таково, что в естествознании наука котируется выше, чем в гуманитаристике. В естествознании иногда дело доходит до того, что его целиком считают наукой. Сциентизм признает только науку и ничего более. Но сфера естествознания шире науки. Сведения о звездах необразованной старушки – это тоже естествознание. Разумеется, высшие этажи естествознания – это именно наука.

К сожалению, в гуманитаристике отношение к науке весьма амбивалентное. Ученые ее восхваляют, а так называемые деятели культуры (театра и кино) то и дело отзываются о ней весьма скептически и снисходительно. Многие понимают науку исключительно как нечто академическое, загнанное в переплеты монографий и учебников. В гуманитаристике

14

наука обнаруживает себя везде, где торжествуют высокие, самые эффективные ценности. Не важно, где именно это происходит – при чтении книг, в театральном представлении или же на карнавале. Подлинная гуманитарная наука в принципе не в состоянии что-либо умертвить, заглушить краски жизни, превратить яркое в серое. Гуманитарные науки нацеливают на насыщение нашей жизни эффективным ценностным содержанием.

Таким образом, высоты гуманитарной культуры связаны с институтом науки отнюдь не меньше, чем достижения естествознания.

1.3. Естествознание, как комплекс наук о природе

…Если мы хотим достичь какого-то успеха в понимании живого образа природы, мы должны пытаться следовать ее примеру, то есть оставаться столь же активными и пластичными, как она сама.

И. Гете

Природа предшествует человеку, человек предшествует естествознанию.

В. Гейзенберг

И всего поучительнее признать, что даже единичные предложения или гипотезы, оказавшиеся затем неверными, не раз давали повод к важным открытиям, увеличивавшим силу наук, а это оттого, что только общее, уму представляющееся как истина, т.е. гипотезы, теории, доктрины, дает то упорство, даже упрямство в изучении, без которых бы и не накопилась сила.

Д. Менделеев

Если бы можно было дать человечеству совет, и притом по сказочным законам только один совет, полезный для каждого и для всех вместе, то лучшим советом было бы – знать.

Н. Акимов

Естествознание как совокупность наук о природе выросло из натурфилософии. Слово «естествознание» происходит от соединения слов «естество», то есть природа и «знание», то есть знание о природе. Естествознание – система наук о природе, или естественных наук, взятых в их взаимной связи, как целое. Предмет естествознания – различные формы движения материи в природе: их материальные носители (субстрат), образующие лестницу последовательных уровней структурной организации материи; их взаимосвязи, внутреннюю структуру и генезис (происхождение), а также пространство и время.

15

Понятие концепция (от латинского conceptio) – это точка зрения, конструктивный принцип, система взглядов на что-либо. Следовательно, концепция представляет собой отображение сущности явлений конкретным человеком или обществом, следствие уровня развития материальной

идуховной культуры. Концепция изменяется во времени по мере рождения новых идей, взглядов появления новых фактов, наблюдений, открытий и т.д.

Под концепциями естествознания следует понимать такие фундаментальные естественнонаучные идеи, модели и положения, которые проявляют себя во всех естественных науках [36].

Курс «Концепции современного естествознания» представляет собой не только совокупность избранных глав традиционных разделов физики, химии, математики, биологии, космологии и экологии, но рассматривает

имеждисциплинарные отношения, а также изучает трансдисциплинарные концепции в естествознании в целом. Трансдисциплинарность (от латинского trans – сквозь, через) по словам авторов (Суханова, Голубева) «означает более высокий уровень универсальности по сравнению с междисциплинарной кооперацией, о которой традиционно принято говорить как о признаке единства естественнонаучного знания. Особенностью транс-дисциплинарных идей является то, что они как бы инвариантны по отношению к стратегиям познавательной деятельности» [7].

Ксожалению, в конце XX века междисциплинарный синтез, направленный на выработку новых императивов развития технологий выживания, идеологии XXI в., стал не игрой ума, не академической программой, родившейся в кабинетной тиши, а насущной необходимостью. «Физики»

и«лирики» по отдельности не выдержали экзамена XX века. В XXI веке его придется сдавать вместе. Мудрецы должны договорится, увидеть альтернативы и предложить приемлемые решения, сказав, какую цену придется заплатить за каждое из них.

Цель естествознания – описать, систематизировать и объяснить совокупность явлений и процессов. Слово «объяснить» в методологии науки само требует объяснения. В большинстве случаев оно означает «понимать». Что обычно подразумевает человек, говоря «Я понимаю?» Как правило, это означает: «Я знаю, откуда это взялось» и «Я знаю, к чему это приведет». Так образуется причинно – следственная связь: причина – явление – следствие. Расширение такой связи и образование многомерной структуры, охватывающей множество явлений, служит основой научной теории, характеризующейся четкой логической структурой и состоящей из набора принципов или аксиом и теорем со всеми возможными выводами. По такой схеме строится любая математическая дисциплина, например, Евклидова геометрия или теория множеств, которые могут служить

16

характерными примерами научных теорий. Построение теории, конечно, предполагает создание особого научного языка, специальной терминологии, системы научных понятий имеющих однозначный смысл и связанных между собой строгими правилами логики.

Однако естествоиспытатель не может только создавать теории или выдвигать гипотезы. Он должен связать их с «действенным ходом вещей», подтвердить их опытом, доказать их жизнью. Для математики доказательство – логически безупречный вывод теоремы из системы аксиом. Вывод теоремы признается истинным, если истины аксиомы. Для естествоиспытателя истинность теоретического вывода доказывается только опытом, экспериментом. В этом заключается принципиальное различие естественно – научной истины от математической.

Естествознание тем или иным способом систематизирует наши наблюдения над природой. При этом нельзя считать, например, теорию кривых второго порядка приближенной на том основании, что в природе в точности кривых второго порядка нет. Нельзя говорить, что неевклидова геометрия уточняет Евклидову – каждая занимает в системе моделей свое место, являясь точной в соответствии с внутренними критериями точности, и находит применение там, где это необходимо. Точно так же нельзя говорить, что теория относительности уточняет классическую механику – это разные модели, имеющие, вообще говоря, и разные сферы приложения.

В современном представлении истина – правильное, адекватное отражение предметов и явлений действительности познающим субъектом, воспроизводящее их так, как они существуют вне и независимо от сознания. Истина объективна по содержанию, но субъективна по форме – как результат деятельности человеческого мышления. Можно говорить об относительной истине как отражающей предмет не полностью, а в объективно обусловленных пределах. Абсолютная истина полностью исчерпывает предмет познания. Всякая относительная истина содержит элемент абсолютного знания. Абсолютная истина складывается из суммы относительных истин. Истина всегда конкретна.

Наши знания можно сравнить с расширяющейся сферой. Чем шире сфера, тем больше точек соприкосновения с еще не известным. Увеличение сферы знания приводит к появлению новых нерешенных проблем. Когда объем знаний увеличивается, решаются и эти проблемы.

Как бы ни представлялось содержание истины, занимающее умы великих ученых с древних времен, и как бы ни решался весьма сложный вопрос о предмете науки в целом и естествознании в частности, одно очевидно: естествознание есть чрезвычайно эффективный, мощный инструмент, не только позволяющий познать окружающий мир, но и принося-

17

щий громадную пользу.

По мнению историков науки, развитие познания природы прошло три стадии и в конце XX века вступило в четвертую стадию [7, 10].

1.4. Исторические этапы развития естествознания

Наука ищет пути всегда одним способом. Она разлагает сложную задачу на более простые, затем, оставляя в стороне сложные задачи, разрешает более простые и тогда только возвращается к оставленной сложной.

В. Вернадский

Вся наука является не чем иным, как усовершенствованием повседневного мышления.

А. Эйнштейн

Интересны некоторые факты из истории человечества, когда неразгаданные тайны и явления назывались чудом. На вопрос, что такое чудо и чем оно отличается пусть от самого необычного научного факта, можно дать четкий ответ: чудо есть результат, возникающий вне необходимых причинно – следственных связей [13].

Ковер-самолет – это типично сказочное чудо. Неизвестно, почему ковер приобретает способность летать по воздуху. Но летающий кусок тряпки, которым является известный у любителей дельтаплан, – это уже не чудо, а понятное (или скрытое для неспециалистов) проявление законов аэродинамики.

Описанные еще у Геродота технические приспособления, раскрывающие ворота храма, когда зажигается огонь жертвенного костра, не были видны тем, кто присутствовал при ритуальных церемониях. И раскрытие ворот храма было чудом – результатом, не имеющим явных причинно – следственных связей.

Когда говорят, что чудес не бывает, то под этим подразумевают возможность установить истинные причинно – следственные связи, ибо современная техника и технология позволяет сегодня получать в самых разных областях настолько фантастические результаты, что их было бы вполне уместно называть чудесами.

Но когда описывают сенсационные эффекты, то о принципе «чудес не бывает» напрочь забывают. Обратимся к Бермудскому треугольнику. Среди «фактов» об этом географическом районе часто приводят следующий.

Некий пассажирский самолет приближался к аэродрому на полуостро-

18

ве Флорида. Вдруг на экранах аэродромных радиолокаторов самолет на 10 минут неожиданно исчез. Потом, когда он появился и в обычном порядке совершил посадку, оказалось, что у всех пассажиров, у экипажа и на пульте приборов самолета часы отстали ровно на 10 минут. Отсюда делается вывод – в районе Бермудского треугольника существует разрыв времени, в который на 10 минут «провалился» самолет, почему и отстали часы. Опять-таки не будем обсуждать достоверность этого факта, ибо есть и аргументированные утверждения, что нигде и никогда подобный случай не был зафиксирован.

Используем только принцип «чудес не бывает», т.е. все явления природы обязаны удовлетворять причинно – следственным связям, которые в данном случае определены свойствами фундаментального для науки по- нятия-времени.

Вся современная наука исходит из того, что время, как некоторое четвертое (наряду с тремя геометрическими) измерение окружающего нас мира, непрерывно и однородно. Непрерывные среды встречаются во многих задачах, например, газы, жидкости. Во всех этих средах могут существовать разрывы параметров, в частности, ударные волны. Ничего подобного для времени не наблюдается и теоретических предпосылок для введения понятия о разрывах во времени пока нет. Однако довод «чего-то быть не может потому, что это никогда не наблюдалось» всегда будет неубедительным. А может быть дальнейшее развитие науки покажет, что такое возможно?

Но чтобы в будущем наука ни узнала о понятии времени и его свойствах, обязательной останется известная сегодня причинноследственная связь: закон сохранения энергии есть следствие непрерывности и однородности времени. Поэтому, если возможен разрыв во времени, то в той зоне, в которой это будет происходить, обязательно должна самопроизвольно выделятся или поглощаться энергия. Можно обоснованно догадываться, что для такого большого нарушения во времени, как 10 минут, масштабы выделения или поглощения энергии должны быть грандиозными.

А это означает, что в силу известных, не могущих уже быть нарушенными причинно-следственных связей, если бы в зоне Бермудского треугольника непосредственно у поверхности Земли в атмосфере возник бы неизвестный ранее эффект «разрыва во времени», то некому и не у кого было бы собирать свидетельские показания о часах в самолете и на земле: в этой зоне нашей планеты произошло бы стихийное бедствие таких масштабов, по сравнению, с которыми гибель Атлантиды – мелкое дорожнотранспортное происшествие.

Обыкновенное чудо наших дней – голография. Голограмма – это стек-

19

лянная фотопластинка, которая на просвет бесформенно серая. Ее освещают прожектором или яркой лампой. Возникает изображение предмета, неотличимое от него самого. Оно может быть под стеклом фотопластинки или висеть как «дух» над ней. Можно рассматривать его с разных сторон, насколько позволяют края стекла. При этом будут появляться, как при наблюдении реального объекта, его загороженные части, меняться на поверхности предмета блики от источника света. Если вместе с предметом в голограмме зарегистрировано зеркало, то в нем будут видны как отражения самого предмета, так и источников освещающих пластинку. Если на пластинке «сфотографировано» сферическое зеркало – оно будет фокусировать лучи освещающего прожектора. Если же взять малую часть пластинки и, не загораживая источника света, заглядывать внутрь, то через ее кусочек можно увидеть весь предмет.

Из таких фотопластинок делают стекла музейных стендов. Тысячам людей становится доступным знакомство с драгоценными или историческими реликвиями. Только загородив источник свет, можно убедиться, что под стеклом ничего нет и это лишь мираж, неотличимый от экспонатов.

Эти чудеса – точное осуществление абстрактного принципа физики, на протяжении более ста лет эффективно использовавшегося в теоретических работах по оптике. На то, чтобы сформулировать этот принцип, ушло около 200 лет. Первую его часть установил Гюйгенс в XVII веке, а вторую – Френель в XIX веке. Отсюда название принцип Гюйгенса – Френеля. Он применяется при описании волновых процессов.

В ряду знаний, не исчезнувших, сохранившихся, сбереженных в святая святых, были, очевидно, и те сведения, которые традиция связывает с появлением просветителей – носителей знаний, пришедших издалека.

То, что некие, возможно, реально существовавшие люди были возведены в ранг богов, не должно нас удивлять. Истории известны факты подобного обожествления героев – просветителей. Мореплаватель Кадм, например, привезший в Грецию письменность, был официально возведен в ранг полубога. Египтяне, писал Френсис Бэкон, «наделяли божественностью и святостью изобретателей вещей». Как бы то ни было, сведения о неких просветителях – носителях знания – повсеместны.

Трудно представить себе, как устойчива, может быть традиция устной, бесписьменной передачи знаний. Изучение заговоров и талисманов армян обнаружило удивительный факт – еще в прошлом веке там встречались названия святилищ Урарту и святилищ, относящихся даже к доурартским временам. Иными словами, к эпохе, удаленной на 3000 лет. А в русских народных заговорах от лихорадки, дурного глаза и других встречаются не только явные следы, но даже отдельные слова древнеассирийских закли-

20