Концепции современного естествознания. Конспект лекций - Анатолий Горелов

индукция – метод исследования и способ рассуждения, когда общий вывод строится на основе частных посылок;

дедукция – способ рассуждения, когда из общих посылок с необходимостью следует заключение частного характера;

аналогия – прием познания, когда на основе сходства объектов в одних признаках заключают об их сходстве в других признаках;

моделирование – изучение объекта (оригинала) путем создания и исследования его копии (модели), замещающей оригинал с определенных сторон, интересующих исследователя;

классификация – разделение всех изучаемых предметов на отдельные группы в соответствии с каким-либо важным для исследователя признаком (особенно часто используется в описательных науках – многих разделах биологии, геологии, географии, кристаллографии и т. п.).

Примером общенаучных методов могут послужить научные наблюдения и научный эксперимент, а конкретно-научных, которых множество в каждой науке, – известная всем из школьного курса химии лакмусовая бумажка.

Большое значение в современной науке приобрели статистические методы, позволяющие определять средние значения, характеризующие всю совокупность изучаемых предметов. «Применяя статистический метод, мы не можем предсказать поведение отдельного индивидуума совокупности. Мы можем только предсказать вероятность того, что он будет вести себя некоторым определенным образом… Статистические законы можно применять только к большим совокупностям, но не к отдельным индивидуумам, образующим эти совокупности»[17].

Статистические методы назвали так потому, что они впервые стали применяться в статистике. В противоположность им все другие методы получили название динамических.

Для современного естествознания особенно характерно также следующее: здесь методы исследования все в большей степени влияют на его результат (так называемая проблема прибора в квантовой механике).

Следует различать методологию науки как учение о методах и методику как описание применения конкретных методов исследования.

Естествознание: применение математических методов

После триумфа классической механики Ньютона количественные методы начали применятся и в других науках. Так, французский химик Антуан Лавуазье (XVIII в.), систематически используя весы в своих опытах, заложил основы количественного химического анализа. Разработка английским физиком Исааком Ньютоном и философом, физиком и математиком Готфридом Лейбницем (XVII – нач. XVIII вв.) независимо друг от друга дифференциального и интегрального исчисления, развитие статистических методов анализа, связанных с познанием вероятностного характера протекания многих природных процессов, способствовали проникновению математических методов в другие естественные науки.

«Все законы выводятся из опыта. Но для выражения их нужен специальный язык. Обиходный язык слишком беден, кроме того, он слишком неопределенен для выражения столь богатых содержанием точных и тонких соотношений. Таково первое основание, по которому физик не может обойтись без математики; она дает ему единственный язык, на котором он в состоянии изъясняться»[18].

Дифференциальное и интегральное исчисление хорошо подходит для описания изменения скоростей движений, а вероятностные методы – для необратимости и создания нового. Все можно описать количественно, и тем не менее остается проблемой отношение математики к реальности. По мнению одних методологов, чистая математика и логика используют доказательства, но не дают нам никакой информации о мире (почему Пуанкаре и считал, что законы природы конвенциальны – лат. договор, соглашение), а только разрабатывают средства его описания. Однако еще Аристотель писал, что число есть промежуточное между частным предметом и идеей, а Галилео Галилей полагал, что Книга Природы написана языком математики.

Не имея непосредственного отношения к реальности, математика не только описывает эту реальность, но и позволяет, как в уравнениях Максвелла (основные уравнение классической макроскопической электродинамики, описывающие электромагнитные явления в произвольных средах и в вакууме), делать новые интересные и неожиданные выводы о реальности из теории, которая представлена в математической форме. Как же объяснить истинность математики и ее пригодность для естествознания? Может, все дело в том, что «механизм математического творчества, например, не отличается существенно от механизма какого бы то ни было иного творчества»?[19] Или более пригодны сложные, системные объяснения?

По мнению некоторых методологов, законы природы не сводятся к написанным на бумаге математическим соотношениям. Их надо понимать как любой вид организованности идеальных прообразов вещей, или пси-функций. Есть три вида организованности: простейший – числовые соотношения; более сложный – ритмика первого порядка, изучаемая математической теорией групп; самый сложный – ритмика второго порядка – «слово». Два первых вида организованности наполняют Вселенную мерой и гармонией, третий – смыслом. В рамках этого объяснения математика занимает свое особое место в познании.

Так или иначе подобные методологические разработки тесно связаны с дискуссиями об основаниях математики и перспективах ее развития, сводящихся к следующим основным темам: как математика соотносится с миром и дает возможность познавать его; какой способ познания преобладает в математике – дискурсивный или интуитивный; как устанавливаются математические истины – путем конвенции или с помощью более объективных критериев.

Лекция 3. История развития естествознания

Становление естествознания

Наука в ее современном понимании выступает принципиально новым фактором в истории человечества, возникшим в недрах новоевропейской цивилизации в XVI–XVII вв.

Немецкий философ Карл Ясперс (1883–1969) говорит о двух этапах становления науки. Этап I: «становление логически и методически осознанной науки – греческая наука и параллельно зачатки научного познания мира в Китае и Индии»; этап II: «возникновение современной науки, вырастающей с конца Средневековья, решительно утверждающейся с XVII в. и развертывающейся во всей своей широте с XIX в.»[20].

Именно в XVII в. произошло то, что дало основания говорить о научной революции, – радикальная смена основных компонентов содержательной структуры науки, выдвижение новых принципов познания, категорий и методов.

Социальным стимулом развития науки стало растущее капиталистическое производство, которое требовало новых природных ресурсов и машин. Для удовлетворения этих потребностей и понадобилась наука в качестве производительной силы общества. Тогда же были сформулированы и новые цели науки, которые существенно отличались от тех, на которые ориентировались ученые древности.

Греческая наука была умозрительным исследованием (само слово «теория» буквально в переводе с греческого означает «углубленное видение»), мало связанным с практическими задачами. В этом Древняя Греция и не нуждалась, поскольку все тяжелые работы выполняли рабы. Ориентация на практическое использование научных результатов считалась не только излишней, но даже неприличной, и такая наука признавалась низменной.

Только в XVII в. наука стала рассматриваться в качестве способа увеличения благосостояния населения и обеспечения господства человека над природой. Р. Декарт писал: «Возможно вместо спекулятивной философии, которая лишь задним числом понятийно расчленяет заранее данную истину, найти такую, которая непосредственно приступает к сущему и наступает на него с тем, чтобы мы добыли познания о силе и действиях огня, воды, воздуха, звезд, небесного свода и всех прочих окружающих нас тел, причем это познание (элементов, стихий) будет таким же точным, как наше знание разнообразных видов деятельности наших ремесленников. Затем мы таким же путем сможем реализовать и применить эти познания для всех целей, для которых они пригодны, и таким образом эти познания (эти новые способы представления) сделают нас хозяевами и обладателями природы»[21].

Современник Рене Декарта Фрэнсис Бэкон, также много сил потративший для обоснования необходимости развития науки как средства покорения природы, выдвинул знаменитый афоризм «Знание – сила». Ф. Бэкон пропагандировал эксперимент как главный метод научного исследования, нацеленный на то, чтобы пытать мать-природу. Именно пытать. Определяя задачи экспериментального исследования, Ф. Бэкон использовал слово inquisition, имеющее вполне определенный ряд значений – от «расследование», «следствие» до «пытка», «мучение». С помощью такой научной инквизиции раскрывались тайны природы (ср. русское слово «естествоиспытатель»).

Стиль мышления в науке с тех пор характеризуется следующими чертами: 1) опора на эксперимент, поставляющий и проверяющий результаты; 2) господство аналитического подхода, направляющего мышление на поиск простейших, далее неразложимых первоэлементов реальности (редукционизм).