Остановимся подробнее на исторических формах исследовательской деятельности.
3.1. Формирующаяся наука (преднаука). Известно, что в древнеегипетской цивилизации сложился сложный аппарат государственной власти, тесно сращенный с сакральным аппаратом жрецов. Носителями знаний здесь были жрецы, в зависимости от уровня посвящения обладавшие той или иной их суммой. Сами знания существовали в религиозно-мистической форме и поэтому были доступны только жрецам, которые могли читать эти священные книги и как носители практических знаний имели власть над людьми. Как правило, люди в тот исторический период селились в долинах рек, где близко вода, но и здесь их подстерегала опасность - разливы рек. Поэтому возникает необходимость систематического наблюдения за явлениями природы, а это способствовало открытию определенных связей между ними, что в итоге и привело к созданию календаря, открытию циклически повторяющихся затмений Солнца и т. д. Жрецы также накапливали знания в области математики, химии, медицины, фармакологии, психологии, они хорошо владели также гипнозом. Искусное мумифицирование свидетельствует о том, что древние египтяне имели определенные познания и в области медицины.
Так как любая хозяйственная деятельность была связана с вычислениями, то был накоплен большой массив знаний в области математики: вычисление площадей, подсчет произведенного продукта, расчет различных выплат, налогов. В последнем использовались пропорции, так как распределение благ велось в соответствии с социальным и профессиональным рангом того или иного человека. Для практического использования создавалось множество таблиц с готовыми решениями. Особо следует подчеркнуть, что древние египтяне занимались только теми математическими операциями, которые были необходимы для их непосредственных хозяйственных нужд, но никогда они не занимались созданием теорий — одним из важнейших признаков научного знания. Приведем некоторые примеры.
Шумеры, в частности, изобрели гончарный круг, колесо, бронзу, цветное стекло, установили, что год равен 365 дням 6 часам 15 минутам 41 секунде (для справки: современное значение - 365 дней 5 часов 48 минут 46 секунд). Специфика освоения мира шумерской и другими цивилизациями Древней Месопотамии обусловлена способом мышления, в корне отличающимся от европейского: здесь отсутствует рациональное исследование мира, теоретическое решение проблем, а чаще всего для объяснения явлений используются аналогии из жизни. Предпосылкой возникновения научных знаний многие исследователи истории науки считают миф. В нем, как правило, происходит отождествление различных предметов, явлений, событий (например, Солнце = золото, вода = молоко = кровь). Для такого отождествления необходимо было овладеть операцией выделения «существенных» признаков, а также научиться сопоставлять различные предметы, явления по выделенным признакам, что в дальнейшем сыграло значительную роль в становлении знаний.
Как уже было отмечено выше, формирование научных знаний и методов связывают с культурным переворотом, который произошел в Древней Греции. В этом контексте необходимо подчеркнуть, что существуют два метода формирования знаний, соответствующих зарождению науки (преднауки) и науки в собственном смысле слова. Зарождающаяся наука изучает, как правило, те вещи и способы их изменений, с которыми человек многократно сталкивается в своей практической деятельности и обыденном опыте. В данной ситуации человек пытается строить модели таких изменений для предвидения результатов своих последующих действий. Здесь деятельность мышления, формирующаяся на основе практики, представляла идеализированную схему практических действий. Так, египетские таблицы сложения демонстрируют типичную схему практических преобразований, осуществляемых над предметными совокупностями. Такая же связь с практикой обнаруживается в первых образцах познавательных операций, которые относятся к геометрии, основанной на практике измерения земельных участков.
Способ построения знаний путем абстрагирования и систематизации предметных отношений наличной практики обеспечивал предсказание ее результатов в границах уже сложившихся способов практического освоения мира. Если на этапе преднауки как первичные идеальные объекты, так и их отношения (соответственно смыслы основных терминов языка и правила оперирования с ними) выводились непосредственно из практики и лишь затем внутри созданной системы знания формировались новые идеальные объекты, то теперь познание делает новый шаг - оно начинает строить фундамент новой системы знания как бы «сверху» по отношению к реальной практике и лишь после этого, путем ряда опосредствований, проверяет созданные из идеальных объектов конструкции, сопоставляя их с предметными отношениями практики. Как нетрудно установить, при таком методе исходные идеальные объекты черпаются уже не из практики, а заимствуются из ранее сложившихся систем знания (языка) и применяются в качестве строительного материала для формирования новых знаний.
Подчеркнем, что в развитой науке такой способ исследования встречается буквально на каждом шагу. Так, например, по мере эволюции математики числа начинают рассматриваться не как прообраз неких предметных совокупностей, которыми оперируют в практике, а как относительно самостоятельные математические объекты, свойства которых подлежат систематическому изучению. С этого момента начинается собственно математическое исследование, в ходе которого из ранее изученных натуральных чисел строятся новые идеальные объекты. Применяя, например, операцию вычитания к любым парам положительных чисел, можно было получить отрицательные числа при вычитании из меньшего числа большего. Открыв для себя класс отрицательных чисел, математика делает следующий шаг. Она распространяет на этом классе объектов все те операции, которые были приняты для положительных чисел, и таким путем создает новое знание, характеризующее ранее не исследованные структуры действительности. Описанный способ построения знаний получает распространение не только в математике, но и в естественных науках (метод выдвижения гипотез с их последующим обоснованием опытом).
Можно сказать, что именно с этого момента заканчивается преднаука. Поскольку научное познание начинает ориентироваться на поиск предметных структур, которые не могут быть выявлены в обыденной практике и производственной деятельности, оно уже не может развиваться, опираясь только на эти формы практики. Возникает потребность в особой форме практики, обслуживающей развивающееся естествознание, — научном эксперименте. Древние греки пытаются описать и объяснить возникновение, развитие и строение мира в целом и вещей его составляющих. Как известно, эти представления получили название натурфилософских. Натурфилософией (философией природы) называют преимущественно философски-умозрительное истолкование природы, рассматриваемой в целостности, и опирающееся на некоторые естественнонаучные понятия. Заметим, что некоторые из этих идей востребованы и сегодняшним естествознанием.
3.2. «Аристотелевская» наука. Для создания моделей Космоса нужен был достаточно развитый математический аппарат. Важнейшей вехой на пути создания математики как теоретической науки были работы пифагорейской школы. Ею была создана картина мира, которая хотя и включала мифологические элементы, но по основным своим компонентам была уже философско-рациональным образом мироздания. В основе этой картины лежал принцип: началом всего является число. Пифагорейцы считали числовые отношения ключом к пониманию мироустройства. И это создавало особые предпосылки для становления теоретического уровня математики. В данной ситуации исследовательской задачей становилось изучение чисел и их отношений не просто как моделей тех или иных практических ситуаций, а самих по себе, безотносительно к практическому применению. Ведь познание свойств и отношений чисел теперь мыслилось как познание начал и гармонии Космоса. В интеллектуальной практике пифагорейцев Числа трактовались как особые объекты, которые нужно постигать разумом, изучать их свойства и связи, а затем уже, исходя из знаний об этих свойствах и отношениях, объяснять наблюдаемые явления.
Именно эта установка характеризует переход от чисто эмпирического познания количественных отношений (в серьезной степени привязанного к наличному опыту) к теоретическому исследованию, которое, оперируя абстракциями и создавая на их основе новые, осуществляет прорыв к новым формам опыта, открывая неизвестные ранее вещи, их свойства и отношения. В пифагорейской математике наряду с доказательством ряда теорем, наиболее известной из которых является знаменитая теорема Пифагора, были осуществлены важные шаги к соединению теоретического исследования свойств геометрических фигур со свойствами чисел. К началу IV в. до н. э. Гиппократом Хиосским было представлено первое в истории человечества изложение основ геометрии, базирующейся на методе математической индукции. Достаточно полно была изучена окружность, так как для греков круг являлся идеальной геометрической фигурой и необходимым элементом их умозрительных построений. Немногим позже стала развиваться геометрия объемных тел — стереометрия.
Отличительной особенностью деятельности ученого того периода состояла в созерцании и осмыслении видимого, например, неба. Надо было не столько фиксировать видимые перемещения небесных светил по небесному своду и предсказывать их сочетания, а разобраться в смысле наблюдаемых явлений, включив их в общую схему мироздания. Причем в отличие от Древнего Востока, который накопил огромный фактический материал подобных наблюдений и использовал их в целях предсказаний, астрология в Древней Греции не нашла себе применения. Первая геометрическая модель Космоса была разработана Эвдоксом (IV в. до н. э.) и получила название модели гомоцентрических сфер. Затем она была усовершенствована Калиппом. Последним этапом в создании гомоцентрических моделей была модель, предложенная Аристотелем. В основе всех этих моделей лежит представление о том, что Космос состоит из ряда сфер или оболочек, обладающих общим центром, совпадающим с центром Земли. Сверху Космос ограничен сферой неподвижных звезд, которые совершают оборот вокруг мировой оси в течение суток. Все небесные тела (Луна, Солнце и пять в то время известных планет: Венера, Марс, Меркурий, Юпитер, Сатурн) описываются системой взаимосвязанных сфер, каждая из которых вращается равномерно вокруг своей оси, но направление оси и скорость движения для различных сфер могут быть различными. Небесное тело прикреплено к экватору внутренней сферы, ось которой жестко связана с двумя точками следующей по порядку сферой и т. д. Таким образом, все сферы находятся в непрерывном движении. Во всех гомоцентрических моделях расстояние от любой планеты до центра Земли всегда остается одинаковым, поэтому невозможно объяснить видимое колебание яркости таких планет, как Марс, Венера, следовательно, вполне резонно, что не замедлили появиться иные модели Космоса.
К таким моделям можно отнести гелиоцентрические модели Гераклида Понтийского (IV в. до н. э.) и Аристарха Самосского (III в. до н. э.). Они не имели в то время широкого распространения и приверженцев, потому что гелиоцентризм расходился с традиционными воззрениями на центральное положение Земли как центра мира и гипотеза о ее движении встретила активное сопротивление со стороны астрономов. Среди значимых натурфилософских идей античности представляют интерес атомистика и элементаризм. Как считал Аристотель, атомистика возникла в процессе решения космогонической проблемы, поставленной Парменидом Элейским (около 540-450 гг. до н. э.). Если проинтерпретировать мысль Парменида, то проблема будет звучать так: как найти единое, неизменное и неуничтожающееся в многообразии изменчивого, возникающего и уничтожающегося? В античности предлагались два пути решения этой проблемы.
Согласно первому, все сущее построено из двух начал: начала неуничтожимого, неизменного, вещественного и оформленного и начала разрушения, изменчивости, невещественности и бесформенного. Первое — атом («нерассекаемое»), второе — пустота, ничем не наполненная протяженность. Такое решение было предложено Левкиппом (V в. до н. э.) и Демокритом (около 460-370 гг. до н. э.). Бытие для них не едино, а представляет собой бесконечные по числу и невидимые вследствие чрезвычайной малости объемов частицы, которые движутся в пустоте; когда они соединяются, то это приводит к возникновению вещей, а когда разъединяются, то - к их гибели. Второй путь решения проблемы Парменида связывают с Эмпедоклом (ок. 490-430 гг. до н. э.). По его мнению, Космос образован четырьмя элементами-стихиями: огнем, воздухом, водой, землей и двумя силами: любовью и враждой. Элементы не подвержены качественным изменениям, они вечны и непреходящи, однородны, способны вступать друг с другом в различные комбинации в разных пропорциях. Все вещи состоят из элементов.
Самый известный мыслитель Античности - Аристотель (384-322 гг. до н. э.) создал всеобъемлющую систему знаний о мире, наиболее адекватную представлениям того периода истории. Именно поэтому наука рассматриваемого исторического этапа получила название аристотелевская. В эту систему вошли знания из области физики, этики, политики, логики, ботаники, зоологии, философии. Вот названия только некоторых из них: «Физика», «О происхождении и уничтожении», «О небе», «Механика», «О душе», «История животных». Согласно Аристотелю, истинным бытием обладает не идея, не число (как, например, у Платона), а конкретная единичная вещь, представляющая сочетание материи и формы. Материя — это то, из чего возникает вещь, ее материал. Но чтобы стать вещью, материя должна получить свое обличие - форму. Абсолютно бесформенна только первичная материя, в иерархии вещей лежащая на самом нижнем уровне. Над ней стоят четыре элемента, четыре стихии. Стихии — это своего рода первичная материя, получившая форму под действием той или иной пары первичных сил — горячего, сухого, холодного, влажного. Сочетание сухого и горячего дает огонь, сухого и холодного — землю, горячего и влажного — воздух, холодного и влажного — воду. Стихии могут переходить друг в друга, вступать во всевозможные соединения, образуя разнообразные вещества.
Чтобы объяснить процессы движения, изменения, развития, которые происходят в мире, античный мыслитель вводит четыре вида причин: материальные, формальные, действующие и целевые. Рассмотрим их действие на примере с бронзовой статуей. Материальная причина сам материал - бронза, действующая - деятельность ваятеля, формальная — конкретная форма, в которую облекли бронзу, целевая - то, ради чего ваялась статуя. Для Стагирита не существует движения помимо конкретной вещи. На основании этого он выводит четыре вида движения: в отношении сущности - возникновение и уничтожение; в отношении количества — рост и уменьшение; в отношении качества — качественные изменения; в отношении места — перемещение. Виды движения не сводимы друг к другу и друг из друга не выводимы. Но между ними существует некоторая иерархия, где первое движение — перемещение.
Что же касается более позднего исторического периода, то знания, которые формируются в эпоху Средних веков, вписаны в систему средневекового миросозерцания, для которого характерно стремление к всеохватывающему знанию, что вытекает опять же из представлений, заимствованных из античности: подлинное знание — это знание всеобщее, аподиктическое (доказательное). Однако обладать им может только один творец, только ему доступно знать, и это знание только универсальное. В этой парадигме, как видим, нет места знанию неточному, партикулярному, относительному. Так как все на земле сотворено, то существование любой вещи определено свыше, следовательно, она не может быть несимволической. В этой связи можно вспомнить известный тезис «Нового завета»: «В начале было Слово, и Слово было у Бога, и Слово было Бог». Как видим, слово здесь выступает орудием творения, а переданное человеку, оно является универсальным орудием постижения мира. Понятия отождествляются с их объективными аналогами, что выступает условием возможности знания. Если человек овладевает понятиями, значит, он получает исчерпывающее знание о действительности, которая производна от понятий. Можно заключить, что познавательная деятельность здесь сводится к исследованию понятий, а наиболее репрезентативными являются тексты Святого писания.
В рамках этого миропонимания все «вещи видимые» воспроизводят, но не в полной степени «вещи невидимые». Они, стало быть, являются их символами. И в зависимости от приближенности или отдаленности от Бога между символами существует определенная иерархия. Телеологизм средневекового мировоззрения выражается в том, что все явления действительности существуют по промыслу Бога. Как же, исходя из таких установок, может вообще осуществляться познание? Только под контролем Церкви. В этой связи формируется жесткая цензура, все противоречащее религии подлежит запрету. Так, в 1131 г. был наложен запрет на изучение медицинской и юридической литературы. Помимо этого Средневековье отказалось от многих эвристически плодотворных идей античности, не вписывающихся в религиозные представления. Так как познавательная деятельность носит теологически-текстовый характер, то исследуются и анализируются не сами вещи и явления, а лишь понятия. Поэтому универсальным методом становится дедукция (царствует дедуктивная логика Аристотеля). В мире, сотворенным Богом и по его планам, нет места объективным законам, без которых не может оформиться естествознание как особая ветвь познания. Однако, в это время существуют уже области знаний, которые подготавливали возможность рождения науки в собственном смысле слова. К ним можно отнести алхимию, астрологию, натуральную магию и т.п. Многие исследователи расценивают существование этих дисциплин как промежуточное звено между натурфилософией и техническим ремеслом, так как они представляли сплав умозрительности и грубого наивного эмпиризма. Как видим, средневековая культура очень специфический феномен. С одной стороны, здесь можно обнаружить продолжение традиций античности, свидетельством тому - существование таких мыслительных установок, как созерцательность, склонность к абстрактному умозрительному теоретизированию, принципиальный отказ от опытного познания, признание превосходства универсального над уникальным. С другой стороны, разрыв с античными традициями: аналитические программы алхимии, астрологии, имеют достаточно четко выраженный «экспериментальный» характер.
3.3. Классическая наука («галилеевская» наука). Решающий удар по аристотелизму был нанесен знаменитым итальянским ученым Галилео Галилеем, который не только всесторонне обосновал учение Коперника, но и создал новое понимание природы науки, разработал и применил метод точного экспериментального исследования, которые не знали ни античные, ни средневековые ученые. В отличие от Аристотеля Галилей был убежден, что подлинным языком, на котором могут быть выражены законы природы, является язык математики. В своем известном методологическом труде «Пробирных дел мастер» ученый заявлял: «Философия написана в величественной книге (Я имею в виду Вселенную), которая полностью открыта нашему взору, но понять ее может лишь тот, кто сначала научится постигать ее язык и толковать знаки, которыми она написана. Написана же она на языке математики, и знаки ее – треугольники, круги и другие геометрические фигуры, без которых человек не смог бы понять в ней ни единого слова»[4].
В контексте данного рассуждения резонно задаться вопросом: как вообще возможно отразить бесконечно разнообразный и изменчивый мир природных явлений на абстрактном и неизменном математическом языке? Чтобы это стало возможным, доказывал Галилей, нужно ограничить предмет естествознания только объективными, «первичными » качествами вещей. К последним могут быть отнесены такие качества, как форма тел, их величина, масса, положение в пространстве и характеристики их движения. «Вторичные » же качества – это цвет, вкус, запах, звук – вовсе не являются объективными свойствами вещей. Они суть результат воздействия реальных тел и процессов на органы чувств, и в том виде, в каком они переживаются, существуют только в сознании воспринимающего их субъекта.
Справедливости ради надо отметить, что ученый замечал, что характеристики некоторых вторичных качеств соответствуют определенным, точно фиксируемым изменениям в первичных качествах. Например, высота звука, испускаемого струной, определяется ее длиной, толщиной и натяжением. Субъективное ощущение теплоты можно соотнести с измерением уровня жидкости в трубке термометра. Таким образом, ряд вторичных качеств можно свести к измеряемым геометрическим и механическим величинам.
Благодаря такому методологическому шагу Галилею удалось осуществить «математизацию природы». Это означало, что объяснению явлений, исходящему из «сущностей», «качеств» вещей (характерному для аристотелевской науки), было противопоставлено убеждение в том, что все качественные различия происходят из количественных различий в форме, движении, массе частиц вещества. Именно эти количественные характеристики могут быть выражены в точных математических закономерностях. Вполне естественно, что в рамках такого метода Галилею вовсе не требовалось прибегать к объяснению явлений через аристотелевские «целевые причины». Такому методологическому шагу он противопоставил идею «естественного закона» - бесконечной механической причинной цепи, пронизывающей весь мир.
Начатое Галилеем преобразование познания было продолжено Декартом, Ньютоном и другими «отцами» новоевропейской науки. Благодаря их усилиям сложилась новая форма познания природы – математизированное естествознание, опирающееся на точный эксперимент. В отличие от созерцательной установки античного теоретизирования, соотносимого с наблюдениями явлений в их естественном течении, новоевропейская наука использует «активные», конструктивно-математические приемы построения теорий и опирается на методы точного измерения и экспериментального исследования явлений при строго контролируемых – лабораторных, «искусственных» условиях. Можно сказать, что несмотря на большие изменения, которые претерпела современная наука со времен Галилея и Ньютона, она сохранила и упрочила это свое методологическое ядро. В этом смысле наука наших дней, какие бы она специфические черты не приобретала, продолжает оставаться наукой новоевропейского, «галилеевского» типа.
3.4. Неклассическая наука. Этот тип научного исследования наиболее ощутимо заявил о своем существовании со времени становления квантовой механики. Именно в физике микромира «человек-исследователь» столкнулся с проблемой неустранимости влияния макроскопической познавательной системы (человек-исследователь с познавательным прибором) на изучаемый объект. Для большей наглядности рассмотрим основные этапы становления квантовой механики и формирование теории, известной в науке под названием «Копенгагеновская интерпретация квантовой механики» и альтернативной ей концепции, известной как «ЭПР аргумент», или «ЭПР эксперимент» («Эйнштейна – Подольского – Розена эксперимент»). Если говорить в самом общем плане, то обе названные выше концепции относятся к проблеме устранимости или неустранимости «человека - исследователя» из теоретического знания квантовой механики. В иных формулировках эта проблема звучит как «проблема скрытых параметров», или «проблема квантовой концепции целостности». Для большей наглядности приведем основные даты принципиально важных открытий в физике ХХ столетия:
1900 г. – Макс Планк, изучая излучение абсолютно черного тела, вводит величину h, или «постоянную Планка», характеризующую минимально возможные дискретные порции излучения или поглощения энергии (размерность h: единица энергии, умноженная на время).
1905 г. – Альберт Эйнштейн дает интерпретацию явления фотоэффекта, в которой эмиссия электронов с поверхности, облучаемой светом, связана с пороговой энергией фотонов света h.
1911 г. – Эрнест Резерфорд на основании результатов рассеяния альфа-частиц при облучении ими тонкой металлической фольги предлагает так называемую «планетарную модель атома». Эта модель находится в полном противоречии с классической электродинамикой (движущийся по круговой орбите электрон должен непрерывно излучать энергию в виде электромагнитных волн и, вследствие этого, обязательно должен «упасть» на положительно заряженное ядро атома).
1913 г. – Нильс Бор предлагает квантовую интерпретацию планетарной модели, согласно которой электроны в атоме движутся по дискретным орбитам с определенной энергией. Минимальная энергия перехода между орбитами определяется постоянной Планка h.
1922 г. – Артур Комптон рассмотрел эффект рассеяния света свободными электронами, в которых они вели себя как дискретные частицы.
1924 г. – Луи де Бройль, наоборот, рассмотрел эффект рассеяния микрочастиц, в котором частицы вели себя как материальные тела волновой природы (явление интерференции). На основании этого было введено понятие «волны де Бройля», согласно которому длина волны материального тела выражается соотношением = hlp. Изложенный выше материал служит свидетельством, что в квантовой механике сформировалась концепция «корпускулярно-волнового дуализма».
1925 г. – Вернер Гейзенберг сформулировал матричную квантовую механику, которая оказалась в принципе эквивалентной волновой механике Шредингера.
1926 г. – Эрвин Шредингер предложил так называемое волновое уравнение квантовой механики («уравнение Шредингера»), которое имеет такое же значение в квантовой механике, как и уравнения Ньютона в классической механике или уравнения Максвелла в классической электродинамике. Основной смысл функции волнового уравнения Шредингера: квадрат ее модуля равен вероятности нахождения частицы (системы) в определенном квантовом состоянии, в определенное время, в определенном месте времени t, с координатами x, y, z.
Что же касается новых концепций науки, сформировавшихся в связи с введением волновых уравнений для описания природы, то они становятся понятными в следующем кратком замечании И.Р.Пригожина: «Квантовая механика порождает новый образ мышления, поскольку вводит понятие операторов. Физические величины - энергия, координаты и т.д. - заменяются в квантовой механике операторами, а численные значения этих величин мы находим, решая задачу на собственные значения»[5].
1927 г. - формулировка В.Гейзенбергом так называемого «соотношения неопределенностей», или «принципа неопределенностей». Для координаты и импульса частицы среднеквадратичные соотношения этих величин импульса и координаты таковы, что их произведение всегда больше постоянной Планка, поделенной на два, для энергии и времени - больше постоянной Планка.
Следует подчеркнуть, что вероятностное представление о природе микромира дает возможность объяснить появления в природе «спонтанно нового», то есть уйти от жесткого детерминизма классической механики. В то же время необходимо учитывать, что «слепой» вероятностный характер поведения природных тел не может объяснить целесообразности - необходимого возникновения из простого сложного (в том числе и в сфере мысли, например, возникновения все более сложного и совершенного знания). Как видим, последняя проблема тесно связана с философской проблемой становления. По этому поводу И.Пригожин и И.Стенгерс пишут: «Становление, неиссякаемый поток воспринимаемых нами явлений, относится к сфере чистого мнения. Однако Платон сознавал парадоксальный характер такой позиции, поскольку она принижала жизнь и мысль, которые представляли как неотделимые процессы становления. В «Софисте» Платон приходит к заключению, что нам необходимы и бытие, и становление. С той же трудностью столкнулись и атомисты. Чтобы допустить возникновение нового, Лукрецию пришлось ввести «клинамен», возмущающий детерминистическое падение атомов в пустоте... Обращение к клинамену часто подвергалось критике как введение чужеродного произвольного элемента в схему атомистического описания. Но через два тысячелетия мы встречаем аналогичное утверждение в работе Эйнштейна, посвященной самопроизвольному испусканию света возбужденным атомом (речь идет о работе 1916 г. «Испускание и поглощение света излучения по квантовой теории» - А.Ш.), где говорится, что «время и направление элементарных процессов определены случайным образом»[6].
К этой пространной цитате необходимо добавить и замечание Ф.Капры из его книги "Дао физики»: «Квантовая теория обнаружила, что частицы – это не изолированные группы вещества, а вероятностные модели - переплетения в неразрывной космической сети. Теория относительности вдохнула жизнь в эти абстрактные паттерны, пролив свет на их динамическую сущность. Она показала, что материя не может существовать вне движения и становления. Частицы субатомного мира активны не только потому, что они очень быстро движутся; они являются процессами сами по себе!»[7].
Итак, соотношение неопределенностей стало краеугольным камнем споров относительно интерпретации системы теоретических и экспериментальных знаний физики микромира, или квантовой механики. Альтернативные точки зрения, дискуссии о справедливости которых продолжаются по сей день, выразились в альтернативных позициях «Копенгагеновской интерпретации квантовой механики» (Н.Бор и др.) и сторонников «Эйнштейна-Подольского-Розена-аргумента» ("ЭПР - аргумент»). Существенное отличие классической картины мира от неклассической (здесь главным образом имеется в виду физика) в том, что в классической науке картина мира детерминистская и динамическая, в частности, описание движения частиц дается в терминах траекторий, в то время как в неклассической (квантовой) физике картина мира статистическая, и вместо траекторий вводится концепция волновой функции. Существенное отличие классического типа рациональности от неклассического состоит в том, что в классическом типе идеалом было устранение познающего субъекта и его исследовательских инструментов из законченного научного знания, в то время как в неклассическом типе рациональности познающий субъект и его аналитический инструментарий неотделим от познаваемого объекта.
3.5. Постнеклассическая наука. Во второй половине XX в. стал складываться так называемый «постнеклассический тип рациональности», соответствующий «постнеклассической науке». К характерным чертам постнеклассической науки можно отнести проблемно ориентированные формы исследовательской деятельности, комплексные программы, междисциплинарные исследования системных объектов, появление и бурное развитие идей синергетики (теории саморазвивающихся систем). Для поснеклассической науки характерно также ясное осознание пределов научного познания (кризис ренессансного идеала объективного знания), что дополнительно обусловливает человекоразмерность научного знания.
Проблемы синергетики (смотри главным образом работы И.Р. Пригожина и его школы) тесно переплетены с теорией хаоса [8], теорией катастроф [9], а также математическоми методами решения нелинейных уравнений в целом. Здесь же ограничимся констатацией, что синергетика (теория самоорганизации) изучает открытые термодинамические системы, описываемые нелинейными уравнениями. К основным понятиям синергетики и смежных областей можно отнести:
Диссипация - рассеяние энергии в окружающую среду;
Диссипатипная система (структура) - система (структура) в неравновесном состоянии с минимумом производства энтропии ввиду постоянного энергообмена с окружающей средой. Примеры - живая клетка, химическая реакция Белоусова-Жаботинского;
Аттракторы - наиболее устойчивые состояния системы, к которым система естественно стремится в своем поведении;
Точка бифуркации - момент экстремальной потери устойчивости системы, когда происходит «критический выбор» между альтернативными равновероятными путями развития системы. В точке бифуркации любые микроизменения (внешние - сознательное или несознательное воздействие человека; внутренние – случайные флуктуации) приводят к макропоследствиям – изменению «судьбы» всей системы;
Бифуркация – сам процесс в точке бифуркации и после него, когда система асимптотически стремится к тому или иному аттрактору;
Фракталы - хаотические аттракторы; фракталы имеют место в ограниченных пространством системах, например атмосфере, когда расходящиеся траектории с некоторого момента обязательно будут сходиться (необходимость), появление же фрактала - случайность.
Хаос – 1) простейший смысл этого понятия - разупорядоченность, несогласованность 2) Система с короткодействующим характером взаимодействия между элементами. 3) Случайность в поведении систем, от которой нельзя избавиться, собирая больше информации о системе (т.е. имеется в виду неразрывность онтологического игносеологического статуса понятия «хаос»).
Из самого приведенного выше перечня понятий можно заключить, что в открытых нелинейных диссипативных системах возможны сингулярности (точки бифуркации), после которых эволюция системы непредсказуема. В закрытых системах (а это как раз предмет классической равновесной термодинамики) микроизменения в системе всегда усредняются в ансамбле элементов и не изменяют «траектории» системы в направлении возрастания энтропии (движения к равновесному состоянию). В диссипативных открытых системах всегда имеется элемент хаоса (бифуркации), и микроизменения могут привести к макроизменениям системы (движение к тому или иному аттрактору).
Следует подчеркнуть, что идеи синергетики сейчас распространяются не только на объекты естественных наук (неорганические «неживые» и органические «живые» системы), но и на социальные системы. Вот что, к примеру, пишет в отношении синергетики как наиболее характерной особенности постнеклассической науки академик В.С.Степин: «Саморазвивающиеся системы характеризуются синергетическими эффектами, принципиальной открытостью и необратимостью процессов. Взаимодействие с ними человека протекает таким образом, что само человеческое действие не является чем-то внешним, а как бы включается в систему, видоизменяя каждый раз поле ее возможных состояний. Включаясь во взаимодействие, человек уже имеет дело не с жесткими предметами и свойствами, а со своеобразным «созвездием возможностей». Перед ним в процессе деятельности каждый раз возникнет проблема выбора некоторой линии развития из множества возможных путей эволюции системы. Причем сам этот выбор необратим и чаще всего не может быть однозначно просчитан. Поэтому в деятельности с саморазвивающимися «синергетическими» системами, особенно в их практическом, технико-технологическом освоении, особую роль начинают играть знания запретов на некоторые стратегии взаимодействия, потенциально содержащие в себе катастрофические последствия. Все эти особенности сложных исторически развивающихся систем требуют новых идеалов и норм исследовательской деятельности, новой методологии их познания»[10].
словарь терминов
АНТИЧНАЯ НАУКА – исторический этап развития научной рациональности, представляющий собой сплав интеллектуальных установок на фундаментальность и концептуальное моделирование с позициями незрелого эмпиризма. Доминирование первой установки — в творчестве Пифагора, стоиков, элеатов, Платона, развивавших картину бытия-логоса, подпадающего под умозрение. Платон рекомендовал подходить к вещам средствами одной мысли, не привлекая ник