Становление классической научной картины мира связано с именами четырех ученых Нового времени: Коперника, Кеплера, Галилея и Ньютона. Копернику мы обязаны созданием гелиоцентрической системы, перевернувшей наше представление об устройстве Вселенной. Кеплер открыл основные законы движения небесных тел. Галилей не только явился основоположником экспериментальной физики, но и внес огромный вклад в создание теоретической физики. Это позволило Ньютону придать физике законченную форму системы классической механики и построить первую в науке целостную (ньютоновскую) картину мира. Другим важнейшим вкладом Ньютона в науку стало создание основ математического анализа, представляющего собой фундамент современной математики.
Определим основные черты классической научной картины мира.
1. Положение об абсолютном характере и независимости друг от друга пространства и времени. Пространство можно представить как бесконечную протяженность, где отсутствуют привилегированные направления (изотропность пространства) и свойства которой одинаковы и неизменны в любой точке Вселенной. Время также едино для всего Космоса и не зависит от местоположения, скорости или массы движущихся в пространстве материальных тел. Вселенную можно представить как абсолютно пустое пространство, наполненное движущимися телами, траекторию движения которых можно описать с помощью известных уравнений классической, или ньютоновской, механики.
2. Представление о жесткой взаимно-однозначной связи причины и следствия: если в какой-то системе координат известны положение и вектор движения тела (т.е. его скорость и направление), то всегда можно однозначно предсказать его положение через любой конечный промежуток времени. Поскольку все явления в мире взаимосвязаны отношениями причины и следствия, то это справедливо для любого явления. Если мы не умеем однозначно предсказать какое-либо событие, то лишь потому, что не имеем достаточной информации о его связях со всеми другими явлениями и влияющими факторами. Следовательно, случайность выступает здесь как чисто внешнее, субъективное выражение нашей неспособности учесть все многообразие связи между явлениями.
3. Распространение законов ньютоновской механики на все многообразие явлений окружающего мира придало мировоззрению эпохи черты своеобразного механицизма, упрощенного понимания явлений через призму исключительно механического движения.
Итак, классическая научная картина мира, просуществовавшая до конца XIX в., характеризуется количественной стадией развития науки, накоплением и систематизацией фактов. Это был линейный, накопительный, рост научного знания. Дальнейшее его развитие, создание термодинамики и теории эволюции способствовали пониманию мира не как совокупности предметов, или тел, движущихся в абсолютном пространстве-времени, а как сложной иерархии взаимосвязанных событий — систем, находящихся в процессе становления и развития.
Решающий удар по классическим представлениям был нанесен появлением в 1905 г. специальной теории относительности Эйнштейна и возникновением в середине 1920-х гг. квантовой механики (Н. Бор, Э. Шредингер, В. Гейзенберг). Черты постклассической научной картины мира.
1. Релятивистский характер научной картины мира. Выяснилось, что единого времени и пространства для всего Космоса не существует. Напротив, пространственные и временные свойства Вселенной различны в разных локализованных участках и не могут существовать независимо от движущейся материи. Основным понятием физики стало не понятие движущегося тела (материальной точки), а понятие события — материальной точки, характеризующейся импульсом движения (энергией и направлением), и неразрывно связанной с ним пространственно-временной координатой в фиксированной системе отсчета.
2. Теоретико-вероятностный характер причинности. С развитием квантовой механики пришлось признать, что классические детерминистские представления о жесткой однозначной связи причины и следствия слишком упрощены. Иллюзия о том, что наступит время, когда мы сможем учесть все многообразные факторы, влияющие на поведение микрочастиц, и следовательно, разрешить проблемы, возникающие при выявлении причинно-следственных связей, была развеяна в ходе дискуссии между Альбертом Эйнштейном, представлявшим эту точку зрения, и Нильсом Бором (1885—1962). Датский физик ранее, чем кто-либо другой, понял неизбежность отказа от классических представлений.
Выяснилось, что случайность — важнейшая составляющая комплекса явлений, определяющих причинно-следственные отношения, и принципиально неустранима при их описании. Однозначная связь причины и следствия — это всего лишь частный случай более глубоких статистических закономерностей, выражаемых уравнениями теории вероятности. Более того, исследования, проведенные в рамках синергетической концепциибельгийским физиком И. Р. Пригожиным (1917— 2003) и его коллегами, показали, что случайности играют важнейшую роль в возникновении так называемых диссипативных структур — неравновесных систем молекулярных взаимодействий, объясняющих принципиальную возможность появления сложных органических соединений из неживой материи.
3. Системное видение мира. Методы анализа сложных систем привели к пониманию того, что свойства системы невозможно объяснить, исходя из свойств составляющих данные системы объектов, или свести к ним. Подобные свойства обусловлены способом организации указанных объектов в целостную структуру. Современная наука пытается объяснить с позиций системного анализа такие сложные явления, как возникновение органической жизни, сознание и т.п.
4. Отказ от идеала объективности наблюдения классической науки. Эта проблема — наиболее болезненная точка трансформации классических представлений. Дело не в том, конечно, что мы отказываемся от самой идеи объективности, а, скорее, в том, что вынуждены признать ее неосуществимость в ряде случаев, имеющих принципиальное значение. Как возможно устранение наблюдателя, если именно им вводятся выделенная точка наблюдения и фиксированная система координат?! В любом случае описание производит человек определенной эпохи и определенной культуры.
Таким образом, развитие науки наполнено воодушевляющими открытиями, революционными скачками — и драматическими разрушениями устоявшихся представлений.