картина мира естествознание. Физическая картина мира
 Скачать 395.15 Kb.
|
|
Этот краткий экскурс в историю физики ясно показывает, как происходит формирование теорий, научных концепций и картин природы, создаваемых отдельными науками. То же самое можно было бы проиллюстрировать на примере химии и биологии. Таким образом, построение картины природы в отдельной науке проходит ряд последовательных стадий. Сначала для объяснения наблюдаемых явлений создаются простейшие понятия и эмпирические законы. Затем открываются законы и теории, с помощью которых пытаются объяснить сущность наблюдаемых явлений и эмпирических законов. В дальнейшем возникают фундаментальные теории или концепции, которые могут стать картиной природы, создаваемой отдельной наукой. Диалектический синтез картин природы отдельных наук приводит к формированию целостной естественнонаучной картины мира. Вполне понятно, что никакая отдельная научная теория не может претендовать на роль научной картины природы. Больше всего на эту роль могут претендовать фундаментальные понятия и теории, которые формулируются в концепциях и парадигмах Науки. Как и концепции естествознания, научные парадигмы выступают в качестве ведущих теорий конкретных наук и образцов исследования частных проблем. В рамках научной картины мира они должны приобрести форму принципов, имеющих мировоззренческий и философский характер. Именно такой характер имеет, например, понятие электромагнитного поля, которое дополнило понятие вещества, безраздельно господствовавшее в механистической картине природы. Поэтому задача парадигм и концепций скорее методологическая, чем мировоззренческая и философская. Тем не менее любые парадигмы и концепции науки играют важнейшую роль в становлении научной картины мира. Именно они отображают наиболее существенные и общие свойства и отношения отдельных областей научного познания. Так, например, концепции естествознания выражают специфические понятия и закономерности отдельных областей естественных наук, а концепции обществознания — общественных наук. Таким образом, чтобы получить ясное представление о научной картине той или иной области природы, изучаемой соответствующей естественной наукой, необходимо изучить ту систему основных понятий и законов, на которые она опирается. Именно эта система включает в свой состав важнейшие понятия, фундаментальные законы и принципы соответствующей науки. Исторически так в основном и происходило: сначала возникали конкретные научные парадигмы и концепции, потом научные картины отдельных наук, а затем и целых отраслей естествознания. В процессе эволюции и прогресса научного познания происходит смена старых понятий новыми понятиями, менее общих теорий более общими и фундаментальными теориями. А это со временем неизбежно приводит к смене научных картин мира, но при этом продолжает действовать принцип преемственности, общий для развития всего научного знания. Старая картина мира не отбрасывается целиком, а продолжает сохранять свое значение, уточняются только границы ее применимости. Электромагнитная картина мира не отвергла механистическую картину мира, а уточнила область ее применения. Аналогично этому квантово-релятивистская картина не отбросила электромагнитную картину, а указала пределы ее применимости. Кроме того, становление картины мира, как отмечено выше, тесно связано с философскими категориями и научным мировоззрением в целом. 2.2. Связь научной картины мира с мировоззрением и философией Человек живет не только в природной среде, но и в обществе, и поэтому его взгляд на мир не ограничивается представлениями о природе, но также включает его мнения об общественном устройстве, его законах и порядках. Поскольку индивидуальная жизнь людей складывается под влиянием собственного жизненного опыта, постольку и их взгляды на общество, и, следовательно, картина общества у них различны. Наука же ставит своей целью создать целостную картину общества, которая имела бы общий, универсальный и — что особенно важно — объективный характер. Таким образом, общая научная картина мира, складывающаяся из картины природы, формируемой естествознанием, и картины общества, создаваемой обществознанием, дает единое, целостное представление о фундаментальных принципах развития природы и общества. Однако законы общества существенно отличаются от законов природы прежде всего тем, что действия людей имеют осознанный и целенаправленный характер, в то время как в природе действуют слепые, стихийные силы и потому в ней отсутствуют какие-либо цели. Тем не менее и в обществе, несмотря на различие целей, интересов и стремлений разных людей, в конечном итоге устанавливается определенный порядок, выражающий закономерный характер его развития. Отсюда становится ясным, что между научной картиной естествознания и картиной обществознания существует глубокая внутренняя связь, которая находит свое конкретное воплощение в существовании общей научной картины мира. Поскольку общие понятия, принципы и законы научной картины мира и категории и принципы, изучаемые в рамках философии, тесно связаны друг с другом, постольку возникает вопрос об их различии и специфике. Научные картины, создаваемые отдельными науками, так же как картины естествознания и мира в целом, ставят своей важнейшей целью систематизацию знаний разной степени общности. Процесс систематизации и синтеза знаний предполагает поиск таких общих понятий и принципов, с помощью которых становится возможным понять место и роль конкретных закономерностей в общей системе научного знания, их постижение не как отдельных элементов, а как единой системы знаний. Такое понимание означает целостное рассмотрение научных знаний, их постижение не как отдельных элементов, а как единой системы знаний. Поэтому картина природы, создаваемая отдельной наукой о природе или естествознанием в целом, представляет собой систему знаний различной степени общности и глубины, которая возникает в результате их синтеза. При этом картина отдельной науки, например физики, будет частью, или фрагментом, общей естественнонаучной картины природы, а последняя будет составлять часть картины мира в целом, включающей природу и общество. Если отдельные научные теории ставят своей целью объяснение, понимание и предсказание конкретных фактов изучаемой области мира, то картины мира стремятся выделить основные понятия и фундаментальные принципы науки, в которую входит данная теория. Опираясь на них, картина мира помогает понять роль и место отдельных понятий и закономерностей в общей системе мира. Именно в этом отношении она играет систематизирующую роль в познании и благодаря этому же приобретает общий эвристический и прогностический характер. Действительно, в рамках узких границ отдельной научной теории или даже конкретной научной дисциплины трудно уловить общие тенденции развития достаточно широкой области явлений, а тем более природы и общества в целом. Обобщение и синтез знания в научной картине мира дают возможность понять, в каком направлении происходит это развитие, какие наиболее важные проблемы выдвигаются перед наукой. Такой общий подход к познанию реальности теснейшим образом связывает научную картину мира с философией и мировоззрением в целом. Под мировоззрением подразумевается общий взгляд на мир, совокупность представлений о его устройстве, месте и назначении в нем человека, отношении людей к миру и к самим себе. Сначала все эти элементы оказываются нерасчлененными, и только с появлением науки в мировоззрении начинают выделять познавательные, ценностные, эмоциональные, нравственные и другие аспекты. Одной из ранних форм мировоззрения была мифология, которая в своих мифах давала фантастическое отображение происхождения мира, его устройства, а также защищала установленные в древнем обществе порядки, отношения между людьми, правила их поведения и т.п. На смену мифологии приходит религия, основанная на вере в существование верховного творца мира, определяющего как судьбу человечества, так и отдельных людей. С возникновением науки появляется научное мировоззрение. Ядром научного мировоззрения является философия, которая с помощью универсальных категорий бытия и познания может, с одной стороны, влиять на мировоззрения, а с другой — на науку и научные картины мира. Поскольку философские системы могут исходить из религиозных, идеалистических, иррационалистических воззрений, постольку и возникающие на их основе мировоззрения будут иметь соответственно религиозный, идеалистический, иррационалистический, субъективный или стихийно-эмпирический характер. Научное мировоззрение отличается от других форм мировоззрения тем, что в своих выводах оно сознательно опирается на данные науки и ее достижения. С получением принципиально новых результатов оно вносит уточнения и коррективы в свои положения. Такое взаимодействие с наукой мировоззрение осуществляет через философию как свою теоретическую основу. Уже отсюда становится ясным, что мировоззрение и философия — это не одно и то же. Мировоззрение более емкое понятие, которое включает в свой объем кроме философии также аксиологию, или учение о ценностях. Познавая мир, каждый человек подходит к нему с определенной оценкой, что в нем его удовлетворяет и не удовлетворяет, что необходимо сделать для его изменения. Анализ таких ценностных ориентаций и составляет предмет аксиологии. Научные картины мира занимают промежуточное положение между мировоззрением и философией. Непосредственно они связаны с философией, так как именно универсальные категории философии оказывают свое влияние на характер и структуру научной картины мира. Вместе с тем научная картина оказывает обратное воздействие на философию, а через нее и на научное мировоззрение. Ведь научная картина мира предполагает определенное сходство с объективным миром, представляя относительно верное его отображение. Действительно, картина природы, создаваемая современным естествознанием, основывается на результатах исследования целого ряда естественнонаучных дисциплин, обобщения их достижений и синтеза достигнутого. В целом эти результаты относительно верно отображают закономерности существования и развития природы. Следовательно, если такая картина является адекватной действительности, то она не должна противоречить исходным посылкам научного мировоззрения. К ним относятся, во-первых, принцип объективного исследования мира, во-вторых, принцип его развития. Трудность здесь возникает в рамках философии, составляющей теоретическую основу мировоззрения. Принцип объективности познания мира признает и стихийный, и метафизический, и естественноисторический, и диалектический материализм. Но когда заходит речь о принципе развития познания вообще и науки в особенности, то мнения здесь расходятся. Сторонники метафизического и стихийного материализма не признают развития понятий, законов и принципов науки, считают их не относительными истинами, а истинами неизменными, не подлежащими пересмотру и уточнению. Вместе с тем некоторые философы из факта относительности научных истин, их пересмотра и изменения приходят к отрицанию объективной истины в науке. Иногда даже сами ученые, вопреки своим научным результатам, отстаивают подобные взгляды. Вот почему научное мировоззрение и философия должны опираться на итоги и результаты науки и развиваться в тесном взаимодействии с принципами научной картины мира. Осмысливая и интерпретируя достижения естествознания и создаваемую им картину мира, научная философия совершенствует свою форму, уточняет и развивает свои принципы и категории, придает им необходимую точность и общность. Однако эти принципы и категории имеют специфический характер, и вряд ли поэтому их следует непосредственно включать в состав научной картины мира. Бесспорно, они важны и необходимы для понимания и обоснования научной картины мира, но эта картина имеет свои особые понятия и принципы. Поэтому представляется сомнительным, чтобы научная картина мира могла что-либо выиграть от включения философских категорий в свой состав. Скорее наоборот, такая рекомендация может быть оценена как попытка натурфилософского подхода к решению научных проблем. Как показывает история естествознания, такие фундаментальные философские категории и принципы, как причинность и детерминизм, взаимосвязь случайности и необходимости, возможности и действительности и другие, отражающие наиболее общие закономерности реального мира, неизбежно находят свое выражение и интерпретацию в последовательно сменяющихся научных картинах мира. В свою очередь, доминирующая картина мира может существенно повлиять на характер философского мировоззрения. Как известно, представления механистической картины мира во многом предопределили метафизический и механистический характер материалистической философии XVIII в. Развитие естествознания и научных картин мира продолжают оказывать влияние на философию и в дальнейшем. Достаточно отметить, какое огромное воздействие новые революционные открытия в квантовой механике и теории относительности оказали на понимание таких основополагающих категорий философии, как причинность, случайность и детерминизм. В наше время возникновение системного подхода и синергетики заставили пересмотреть прежние представления о роли случайности в мире, порядке и беспорядке, организации и самоорганизации. 2.3. Революции в естествознании и смена картин мира Первую революцию в науке относят к XVII в. и связывают с возникновением экспериментального естествознания. Вместо разного рода натурфилософских догадок и гипотез о скрытых качествах вещей ученые той эпохи, начиная с Г. Галилея, стали проверять свои предположения и гипотезы с помощью точно построенного эксперимента. Экспериментальный метод с тех пор стал важнейшим методом исследования природы, и его значение трудно переоценить. Вместе с ним совершенствовались также теоретические методы. Вторая революция возникла в конце XIX — начале XX в., когда в естествознании были сделаны крупнейшие открытия, которые коренным образом изменили наши представления о научной картине мира. Эти открытия были связаны прежде всего с обнаружением кванта энергии, установлением строения вещества и взаимосвязи массы и энергии. Если раньше последними неделимыми частицами материи, своеобразными «кирпичиками мироздания», из которых состоит природа, считались атомы, то в конце XIX в..были открыты электроны, входящие в состав атомов. Позднее было установлено строение ядер атомов, состоящих из протонов (положительно заряженных частиц) и нейтронов (лишенных заряда частиц). Согласно первой модели атома, построенной английским ученым Э. Резерфордом (1871—1937), атом уподоблялся миниатюрной Солнечной системе, в которой вокруг ядра вращаются электроны. Такая система была, однако, неустойчивой: вращающиеся электроны, теряя свою энергию, в конце концов должны были упасть на ядро. Но опыт показывает, что атомы являются весьма устойчивыми образованиями и для их разрушения требуются огромные силы. В связи с этим прежняя модель строения атома была значительно усовершенствована выдающимся датским физиком Н. Бором (1885—1962), который предположил, что при вращении по так называемым стационарным орбитам электроны не излучают энергию. Такая энергия излучается или поглощается в виде кванта, или порции энергии, только при переходе электрона с одной орбиты на другую. Значительно изменились также взгляды на энергию. Если раньше предполагалось, что энергия излучается непрерывно, то тщательно поставленные эксперименты убедили физиков, что она может испускаться отдельными квантами. Об этом свидетельствует, например, явление фотоэффекта, когда кванты энергии видимого света вызывают электрический ток. Это явление, как известно, используется в фотоэкспонометрах, которыми пользуются в фотографии для определения выдержки при экспозиции. В 30-х гг. XX в. было сделано другое важнейшее открытие, которое показало, что элементарные частицы вещества, как, например, электроны, обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Таким путем экспериментально было доказано, что между веществом и полем не существует непроходимой границы: в определенных условиях элементарные частицы вещества обнаруживают волновые свойства, а в других — свойства корпускул. Это явление получило название дуализма волны и частицы — представление, которое никак не укладывалось в рамки обычного здравого смысла. До этого физики придерживались убеждения, что вещество, состоящее из разнообразных материальных частиц, может обладать лишь корпускулярными свойствами, а энергия поля — распространяться в виде волн. Соединение в одном объекте корпускулярных и волновых свойств совершенно исключалось. Но под давлением неопровержимых экспериментальных результатов ученые вынуждены были признать, что элементарные частицы одновременно обладают как свойствами корпускул, так и волн. В 1925—1927 гг. для объяснения процессов, происходящих в мире мельчайших частиц материи — микромире, была создана новая, квантовая механика. Последнее название и утвердилось за новой наукой. Впоследствии возникли разнообразные квантовые теории: квантовая электродинамика, теория элементарных частиц и другие, которые исследуют закономерности движения элементарных частиц микромира. Другая фундаментальная теория современной физики — теория относительности — в корне изменила научные представления о пространстве и времени. В специальной теории относительности получил дальнейшее применение установленный еще Галилеем принцип относительности в механическом движении. Согласно этому принципу, во всех инерциальных системах, т.е. системах отсчета, движущихся друг относительно друга равномерно и прямолинейно, все механические процессы происходят одинаковым образом, и поэтому их законы имеют ковариантную, или ту же самую, математическую форму. Наблюдатели в таких системах не заметят никакой разницы в протекании механических явлений. В дальнейшем принцип относительности был использован и для описания электромагнитных процессов. Точнее говоря, сама специальная теория относительности появилась в связи с преодолением трудностей, возникших в этой теории. Важный методологический урок, который был получен из специальной теории относительности, состоял в том, что она впервые ясно показала, что все движения, происходящие в природе, имеют относительный характер. Это означает, что в природе не существует никакой абсолютной системы отсчета и, следовательно, абсолютного движения, которые допускала ньютоновская механика. |