Окружающий мир - это бесконечно сложная система. Поэтому чтобы установить истинные причины и законы взаимодействия каких-то материальных систем необходимо сопоставить и проанализировать бесчисленное количество фактов. А добываются эти факты порой в течение многих столетий. В связи с чем знание растёт неравномерно.
Согласно такой тенденции, американский философ науки Томас Кун предлагает следующую модель историко-научного процесса. Она включает в себя два основных этапа: это «нормальная наука» и «научная революция». Оба этапа связаны с понятием «парадигма».
Ученый дает следующее определение термину «научная парадигма» - это признанные всеми научные достижения, которые в течение определенного времени дают научному сообществу модель постановки проблем и их решений.
То есть в «нормальной науке» безраздельно господствует какая-то парадигма, но потом происходит ускоренное развитие и «научная революция». А революция это всегда распад одной парадигмы и переход к новому периоду «нормальной науки» с новой парадигмой. Томас Кун полагает, что такой переход является обычной моделью развития, характерной для зрелой науки.
Создатели парадигмы набрасывают лишь общие контуры картины природы, последующие поколения ученых прописывают отдельные детали этой картины, расцвечивают ее красками, уточняют первоначальный набросок. Кун выделяет следующие виды деятельности, характерные для «нормальной науки»:
1. Выделяются факты, наиболее показательные, с точки зрения парадигмы, для сути вещей. Парадигма задает тенденцию к уточнению таких фактов и к их распознаванию во все большем числе ситуаций.
2. Значительных усилий требует от ученых нахождение этих фактов, которые можно было бы считать непосредственным подтверждением парадигмы.
3. Третий класс экспериментов и наблюдений связан с разработкой парадигмальной теории с целью устранения существующих неясностей и улучшения решений тех проблем, которые первоначально были разрешены лишь приблизительно.
4. Разработка парадигмы включает в себя не только уточнение фактов и измерений, но и установление количественных законов.
5. Наконец, обширное поле для применения сил и способностей ученых предоставляет работа по совершенствованию самой парадигмы.
Всего в мире принято выделять несколько этапов развития науки, которые связаны с величайшими научными открытиями и привели к радикальной смене картины мира.
1) Первая революция в познании мира - Аристотелевская – VI – IV вв. до н.э. Ее результатом является зарождение основ самой науки, формирование норм и образцов построения научного знания, создание понятийного аппарата. Важнейшую роль в этом сыграли труды Аристотеля: он создал формальную логику (учение о доказательстве) – главный инструмент построения и систематизации знания, разработал этапы научного исследования, предметно дифференцировал научное знание и т.д. Заложенные Аристотелем нормы научности служили непререкаемым авторитетом более тысячи лет.
2) Вторая научная революция - НьЮтоновская – XVI – XVII вв. Ее исходным пунктом считается переход от геоцентрической к гелиоцентрической картине мира. Этот этап связан с формированием классического естествознания (его основоположники – Н.Коперник, Г.Галилей, И.Кеплер, Р.Декарт, И.Ньютон). Эта революция обусловлена переходом от методологии наблюдений и логических умозаключений к экспериментальному изучению природных явлений с точными количественными измерениями и вычислениями. Первым, кто показал преимущества новой методологии, был итальянский учёный Галилео Галилей. До его исследований все люди, опираясь на многовековой опыт, считали, что лёгкие тела падают медленней тяжёлых. Однако исследования Галилея показали, что любые тела на Земле падают с одинаковым ускорением около 9,8 м/с2 . В это же время немецкий астроном Иоганн Кеплер установил, что орбиты планет являются не круговыми, а эллиптическими, вычислил параметры этих орбит с высокой точностью и математически сформулировал основные законы движения планет. И, наконец, англичанин Исаак Ньютон, обобщив результаты исследований Галилея, Кеплера и других учёных, изложил свои знаменитые законы механики. Появилась новая парадигма, согласно которой взаимодействия тел во Вселенной в основном определяются величиной их массы, от которой зависят силы притяжения (гравитации) и инерции.
3) С открытием электромагнитных явлений, сложного строения атома и законов микромира к началу ХХ столетия была подготовлена почва для третьей научной революции. Исходным толчком можно считать работы Альберта Эйнштейна по специальной и общей теории относительности. Они развивали идеи Галилея об относительности различий между состояниями покоя и равномерного прямолинейного движения. Основная суть идей Эйнштейна, как обычно базирующаяся на экспериментальных данных, состоит в том, что такие характеристики материальных систем, как масса, пространственные координаты и время, не являются абсолютно независимыми от условий взаимодействия, а меняются с изменением этих условий, т.е. являются относительными. Так, с увеличением скорости движущихся тел их размеры в направлении движения уменьшаются, течение времени в них замедляется, а пространство в сильных гравитационных полях искривляется.
Применение теории относительности к описанию Вселенной в сочетании с новыми экспериментальными фактами (разбегание галактик), показало, что Вселенная не является застывшим, неизменным образованием, как это следовало из некоторых законов механики Ньютона. Возникла новая парадигма, одним из основных принципов которой является принцип развития, или эволюции материи. Более поздними исследованиями было показано, что изменчивость состояния Вселенной может быть выведена и на основании теории Ньютона.
Предсказать научные революции невозможно, но анализ последних двух революций показывает, что их возникновение связано с интенсивным изучением конкретных вопросов, стоящих перед наукой в соответствующие исторические периоды и поиском ответов на них. Поэтому если удастся выделить актуальные вопросы, стоящие перед современной наукой, то можно будет определить и направления исследований, к которым эти вопросы относятся и на которых наиболее вероятно ожидать самых значительных открытий.
Так, во времена Ньютона основным был вопрос: «Каковы главные причины и источники наблюдаемых движений тел и систем, которые мы сегодня называем макроскопическими (планеты и различные тела на Земле)?».
Третья научная революция была связана с поиском ответов на вопросы о природе электромагнитных явлений, о строении атома и глубинных свойствах микромира.
Сегодня аналогичными вопросами, на которые пытается ответить наука, являются вопросы о происхождении жизни, о природе сознания и разума, о связи этих явлений с известными законами физики и химии. Некоторые учёные считают весьма важными также вопросы: «Достаточно ли знания известных физических сил для объяснения живой природы или должны быть открыты пока ещё не известные науке силы, без которых определить специфику живого нельзя? Можно ли создать теорию, объединяющую все известные на сегодня виды взаимодействий: гравитационные, электромагнитные, сильные и слабые?»
Все направления исследований, имеющие отношение к перечисленным вопросам, и могут оказаться научно перспективными. Вероятно, к числу таких направлений можно отнести исследования термодинамики необратимых процессов (Пригожин, Хакен), которые позволяют объяснить процессы самоорганизации в биологических системах, да и вообще во всех открытых материальных системах. В свою очередь, это направление тесно связано с исследованиями на стыке физики, химии и биологии, которые вслед за расшифровкой атомно-молекулярной структуры нуклеиновых кислот и белков в перспективе должны позволить конструировать из атомов молекулярные машины с любыми заданными свойствами. Это направление в последнее время получило название «нанотехнологии ». Оно же, вероятно, позволит окончательно понять механизмы действия и роль каталитических систем в возникновении жизни. Возможно, важным является продолжение исследований глубинных свойств материи в масштабах микромира и всей Вселенной. И, наконец, к современным направлениям знания, без которых вряд ли можно выйти на новый уровень понимания устройства природы, следует отнести системный подход, кибернетику и теорию информации.
Но самым сильным толчком в развитии человечества было бы обнаружение внеземной цивилизации. Это возможно только в случае существования намного более развитой, чем мы, формы материи, прошедшей тысячи или миллионы лет научно-технического развития. Но пока мы не можем ответить на вопрос: Могут ли такие цивилизации встречаться во Вселенной достаточно часто? Мы лишь надеемся на положительный ответ.