картина мира естествознание. Физическая картина мира
 Скачать 395.15 Kb.
|
|
Физическая картина мира представление об универсуме, о мире и его процессах, выработанное физикой на основе эмпирического и теоретического познания. В физической картине мира отражается господствующая на тот или иной исторический момент физическая парадигма: в античное время это космоцентризм (геоцентризм Птоломея как высшая его теоретическая форма) и сменивший его в XVI-XVII веках гелиоцентризм и механицизм Галилея-Ньютона, в начале XX века атомизм, позднее — динамизм и энергетизм, в последние годы XX века — неразрывность пространственно-временного многообразия (искривленного пространственно-временного континуума — наиболее полно выражено в общей теории относительности) и корпускулярно-волновых свойств материи (наиболее полно выражено в квантовой механике и в квантовой хромодинамике). Физическая картина постепенно утрачивала наглядный, модельный вид, качественные различия все более сводились к количественным, так что современная физическая картина мира состоит из недоступных наблюдению уравнений, значение которых трудно для понимания «непосвященным», она не является более «картиной». Прежде всего стало совершенно абстрактным понятие материальной действительности, так что, согласно Планку, прогрессирующее удаление физической «картины» мира от мира чувственного означает не что иное, как увеличивающееся приближение к реальной действительности (от ранее идеальной абсолютизированной), к физическому миру, трансцендентному по отношению к переживаниям. Естественнонаучная картина мира Представления о свойствах и закономерностях окружающей нас природы возникают на основе тех знаний, которые в каждый исторический период дают конкретные науки, изучающие определенные области явлений и процессов природы. Поскольку природа есть нечто единое целое, постольку и знания о ней должны иметь целостный характер, т.е. представлять собой определенную систему. Такую общую совокупность научных знаний о природе издавна называют учением о природе илиестествознанием. Раньше в естествознание входили все сравнительно немногочисленные знания, которые были известны о природе, но уже с эпохи Возрождения возникают и обособляются отдельные его отрасли и дисциплины, т.е. начинается процесс дифференциации естественнонаучного знания. Ясно, что не все знания являются одинаково важными для понимания природы. Чтобы подчеркнуть фундаментальный характер основных и важнейших знаний о природе, ученые ввели понятие естественнонаучной картины мира, под которой подразумевают систему важнейших понятий, принципов и фундаментальных законов, лежащих в основе понимания окружающей нас природы. Сам термин «картина мира» указывает на то, что речь здесь идет не о части или фрагменте мира, а о целостной концепции природы. Как правило, в формировании такой картины природы наибольшее значение приобретают фундаментальные понятия и законы наиболее развитых отраслей естествознания, которые в определенный исторический период выдвигаются в качестве основополагающей науки или лидера естествознания. Не подлежит сомнению, что фундаментальные науки оказывают свое влияние на представления о мире других наук и ученых определенной эпохи. Но это отнюдь не означает, что другие науки не участвуют в формировании картины природы. В действительности такая картина возникает как результат синтеза фундаментальных открытий и законов разных отраслей и дисциплин естествознания. 2.1. Концепции естествознания и научная картина природы Важнейшие концепции естествознания служат основой научных представлений об общей картине природы, поскольку в них формулируются фундаментальные понятия, принципы и законы естествознания в каждую историческую эпоху его развития. Именно они составляют научную основу картины природы в целом и поэтому в значительной степени определяют научный климат эпохи. В теснейшем взаимодействии с развитием наук о природе, начиная с XVII в., развивалась математика, которая создала для тогдашнего естествознания такие мощные математические методы, как дифференциальное и интегральное исчисления, а также дальнейшие их ответвления. Цементирующей основой картины природы и мира в целом служили мировоззренческие и философские идеи о строении мироздания, законы его изменения и развития. Человек всегда стремился понять окружающий его мир и свое место в нем. Поэтому уже на ранних этапах цивилизации возникают мифологические и религиозные представления о мире, которые со временем вытесняются научными взглядами на него. Однако без учета результатов исследования экономических, социальных и гуманитарных наук наши знания о мире в целом будут заведомо неполными и ограниченными. Человек не только природное существо, он теснейшими узами связан с обществом, в котором протекает вся его деятельность. Фундаментальные понятия и принципы жизнедеятельности общества составляют вторую, дополнительную часть целостной научной картины мира. Поэтому следует различать естественнонаучную картину природы, которая составляет первую часть общей картины мира и формируется из результатов исследований и достижений наук о природе. Общая же научная картина мира представляет собой синтез фундаментальных понятий, принципов и закономерностей естествознания и обществознания. Наша книга посвящена концепциям естествознания, и поэтому мы будем рассматривать, какое влияние эти концепции оказывали на формирование научной картины природы в процессе исторического развития естествознания. Однако еще до появления научных представлений о природе люди задумывались об окружающем их мире, его строении и происхождении. Такие представления вначале выступали в форме мифов и передавались от одного поколения к другому. Согласно древнегреческим мифам, весь видимый упорядоченный и организованный мир, который в Античности назывался космосом, произошел из неупорядоченного хаоса. Эти идеи перекликаются с идеями, которые в рамках теории образования диссипативных структур в наше время развивает И. Пригожин со своими сотрудниками. Примечательно, что свою книгу, написанную вместе с И. Стенгерс, он назвал «Порядок из хаоса». В древнегреческой натурфилософии такие взгляды нашли свое отражение в учениях ряда философов, в том числе и наиболее выдающихся. Так, в частности, у Аристотеля (384—322 до н.э.) мы находим деление мира на совершенный небесный космос и несовершенный земной мир. Сам термин «космос» обозначал у древних греков любую упорядоченность, совершенство, гармонию, согласованность. Именно совершенство, гармония и организованность приписывались небесному миру. В дальнейшем на смену мифологическим и натурфилософским взглядам приходят представления, основанные на наблюдении реальных явлений и процессов природы, опирающиеся на здравый смысл. Именно из них возникает, по сути дела, стихийно-эмпирическая картина мира, которая в значительной мере носит индивидуальный, личностный характер, так как связана с непосредственным жизненным опытом конкретного индивида, его ощущениями, восприятиями, их объяснением и пониманием. В то же время такая картина мира существенно отличается как от мифологической, так и от натурфилософской картины потому, что она основывается на реальных, а не на мифических и придуманных фактах. С появлением экспериментального естествознания и научной астрономии новые общие взгляды на окружающий мир стали основываться на результатах и выводах естественных наук своего времени и поэтому стали называться естественнонаучной картиной мира. Чем отличается научная картина мира от стихийно-эмпирической картины конкретного субъекта? Почему наука вынуждена была строить свою картину мира? В чем состоит преимущество научной картины мира? Ответ на эти вопросы мы найдем у классиков естествознания, которые анализировали это понятие в своих трудах. Наиболее ясный ответ дал А. Эйнштейн. «Человек, — пишет он, — стремится каким-то адекватным способом создать в себе простую и ясную картину мира для того, чтобы в известной степени заменить этот мир созданной таким образом картиной. Этим занимается художник, поэт, теоретизирующий философ и естествоиспытатель, каждый по-своему. На эту картину и ее оформление человек переносит центр тяжести своей духовной жизни, чтобы в ней обрести покой и уверенность, которые он не может найти в слишком тесном головокружительном круговороте собственной жизни»1. Картина мира у любого человека слишком индивидуальна, поскольку она основана на собственном опыте, личных впечатлениях и ощущениях. Естествознание, как и наука в целом, стремится найти объективные, не зависящие от индивидуального субъекта закономерности природы. Поэтому в науке приходится абстрагироваться от личных ощущений и представлений и построить такую систему знаний о природе, с которой мог бы согласиться каждый исследователь. Ясно, однако, что не всякая система знаний представляет собой картину природы. Для этого необходимо, во-первых, чтобы эта система отображала наиболее фундаментальные свойства и закономерности природы; во-вторых, все такие свойства должны рассматриваться в рамках единой, целостной картины, так как никакой отдельный фундаментальный закон естествознания не составляет еще картины природы; в-третьих, естественнонаучная картина мира должна быть такой общей теоретической моделью окружающей природы, которая допускает дополнения, исправления и уточнения в связи с развитием научных представлений о мире; в-четвертых, научную картину мира следует постоянно соотносить и сверять как с самой природой, так и с изменением фундаментальных знаний о ней. Первые научные картины природы возникли в рамках отдельных естественнонаучных дисциплин, и прежде всего занимавших лидирующее положение в науке своего времени. В XVII—XVIII вв. такое положение занимала механика, а во второй половине XIX в. такой наукой, несомненно, считалась физика, которая включала в свой состав также термодинамику и теорию электромагнетизма. Поэтому идею о необходимости создания физической картины мира предложили выдающиеся физики того времени Г. Герц и М. Планк. Сам термин «научная картина мира» применительно к физике ввел Герц (1857—1894), который понимал под ней внутренний образ мира, который складывается у ученого в результате исследования внешнего, объективного мира. Если такой образ адекватно отображает реальные связи и закономерности внешнего мира, то и логические связи между понятиями и суждениями научной картины должны соответствовать объективным закономерностям внешнего мира. Как подчеркивал Герц, логические связи между представлениями внутреннего образа 1 Эйнштейн Л. Собр. научных трудов: В 4 т. Т. 2. М., 1967. С. 136. внешнего мира должны быть «образами естественно необходимых следствий отображаемых предметов». Более подробный анализ научной картины мира мы находим в высказываниях М. Планка, которые опубликованы в его книге «Единство физической картины мира». Как и позднее Эйнштейн, Планк указывал, что научная картина мира создается для того, чтобы получить целостное представление об изучаемом внешнем мире. Такое представление должно быть очищено от антропоморфных, связанных с человеком впечатлений и ощущений. Однако в результате отвлечения от таких конкретных ощущений полученный образ мира выглядит «гораздо более бледным, сухим и лишенным непосредственной наглядности по сравнению с пестрым, красочным великолепием первоначальной картины, которая возникла из разнообразных потребностей человеческой жизни и несла на себе отпечаток всех специфических ощущений»1. В чем же тогда заключается преимущество научной картины перед непосредственным живым созерцанием внешнего мира, на котором основана, по сути дела, практическая картина мира, создаваемая каждым человеком на основе своего жизненного опыта? Планк считает, что преимущество научной картины мира, благодаря которому она вытеснит все прежние картины, состоит в ее «единстве — единстве по отношению ко всем исследователям, всем народностям, всем культурам»2. Следовательно, она имеет объективный характер, и поэтому ее цель «состоит не в полном приспособлении наших мыслей к нашим ощущениям, а в полном освобождении физической картины мира от индивидуальности творческого ума»3. Разумеется, без творческой деятельности ученого, его воображения и интуиции, невозможно создание картины мира, но в окончательном виде эта картина не должна содержать каких-либо ссылок на индивидуальные особенности исследователя. Именно поэтому Планк подчеркивает общность полученной картины мира, возможность ее использования учеными разных народов и культур. Эту же мысль более подробно развивает и обосновывает в своих работах Эйнштейн. Наконец, нельзя не отметить, что и Планк и Эйнштейн обращали внимание на то, что научная картина мира любой науки имеет, с одной стороны, ограниченный характер, поскольку она определена предметом конкретной науки. С другой стороны, такая картина относительна в силу исторически ограниченного характера самого процесса человеческого познания. Поэтому построение ее в окончательном, завершенном виде они считали недостижимой целью. В применении к физике такой взгляд на картину мира подробно обосновывает А. Эйнштейн. «Какое место, — спрашивает он, — занимает картина мира физиков-теоретиков среди всех возможных таких картин? Благодаря использованию языка математики, эта картина удовлетворяет высоким требованиям в отношении строгости и точности выражения взаимозависимостей. Но зато физик вынужден сильно ограничивать свой предмет, довольствуясь изображением наиболее простых, доступных нашему опыту явлений, тогда как все сложные явления не могут быть воссозданы человеческим умом с той точностью, которые необходимы физику-теоретику. Высшая аккуратность, ясность и уверенность — за счет полноты. Но какую прелесть может иметь охват такого небольшого среза природы, если наиболее тонкое и сложное малодушно оставляется в стороне? Заслуживает ли результат столь скромного занятия гордого названия «картины мира»? Я думаю — да, ибо общие положения, лежащие в основе мысленных построений теоретической физики, претендуют быть действительными для всех происходящих в природе событий»1. По мере развития науки и практики в научную картину мира будут вноситься изменения, исправления и улучшения, но эта картина никогда не обретет характера абсолютной истины. Анализируя физическую картину мира, Г. Герц, М. Планк, А. Эйнштейн и другие ученые подчеркивали, таким образом, ее общий, целостный и относительный характер. Чтобы яснее понять сущность картины мира, которую создает любая наука, следует сравнить ее с какой-либо общей ее теорией. Хотя такая теория тоже дает общее, целостное, относительно верное отображение конкретной области реального мира, но по отношению к картине мира соответствующей науки она будет представлять лишь фрагмент, часть этой обшей картины. Приблизительно такое же соотношение существует между картиной мира отдельной науки о природе и естественнонаучной картиной мира в целом. В сравнении с картиной отдельной науки естественнонаучная картина мира отображает не какую либо часть или фрагмент исследуемой области природы, а всю природу в целом. Правда, при своем формировании она опирается на общие концепции, фундаментальные понятия, принципы и теории лидирующей в определенный период истории естествознания науки, т.е. на определенную парадигму. Все эти соображения говорят о тесной взаимосвязи научной картины природы, создаваемой отдельными фундаментальными науками естествознания, с основными их концепциями. Первоначально такие картины отдельных областей природы возникали в рамках частных наук, таких, как физика, химия, биология и другие. В дальнейшем в результате обобщения результатов их исследования и созданных концепций с позиций лидирующей в данный период времени науки возникала общая естественнонаучная картина природы. Отсюда становится ясным, какую важную роль играют концепции естествознания в формировании научной картины мира. В связи с этим необходимо выявить роль концепций и парадигм в становлении этой картины. В науке термин «концепция» используется обычно для обозначения системы понятий и принципов, в частности при объяснении определенного круга явлений и процессов. Такие концепции могут заметно отличаться друг от друга как по глубине раскрытия сущности явлений, так и по широте их применения. Как правило, в начале для объяснения применяются феноменологические концепции, основанные на непосредственном описании изучаемых явлений, или феноменов, откуда происходит название самой этой концепции. В дальнейшем обращаются к различным теоретическим концепциям, которые раскрывают внутренние механизмы протекания явлений и опираются на абстрактные понятия и принципы. Так, например, при объяснении оптических явлений сначала появилась феноменологическая концепция, которая описывала простейшие явления прямолинейного распространения света, его отражения и преломления. Но она не касалась вопросов о природе света и не пыталась объяснить, почему световые лучи распространяются по прямой линии или угол отражения равен углу падения луча. Первой концепцией, которая попыталась это объяснить, была корпускулярная концепция, поддержанная Ньютоном. Она рассматривала свет как движение мельчайших корпускул света и удовлетворительно объясняла все простейшие эмпирические законы световых явлений. Однако корпускулярная концепция оказалась не в состоянии объяснить явления интерференции и дифракции света. Поэтому она была вынуждена уступить место новой, волновой концепции, которая рассматривала свет как волновое движение, подобное движению волн на поверхности воды. Эта концепция сумела объяснить интерференцию света посредством взаимодействия световых волн (их наложения друг на друга), а дифракцию — огибанием световыми волнами препятствий. Однако слабым местом волновой концепции было допущение о существовании светового эфира, упругой специфической среды, поперечными колебаниями которой объяснялось распространение световых волн. Впоследствии благодаря созданию Дж. Максвеллом теории электромагнетизма исчезла необходимость в обращении к световому эфиру, а сами оптические явления стали рассматриваться как особый вид электромагнитных колебаний. Установление взаимосвязи между электрическими, магнитными и световыми явлениями способствовало объединению их в рамках единой электромагнитной концепции. Эта концепция в конечном итоге способствовала формированию новой электромагнитной картины природы, которая показала, что наряду с веществом в мире существует также электромагнитное поле. |