Тема 2. Естественнонаучная картина мира и основные этапы ее развития

«Картина мира» – довольно точный термин. В самом деле: мы всегда, познавая мир, в итоге именно «рисуем» в своем сознании некую «картину» – ограниченную и меняющуюся, неизбежно субъективную, и, наконец, образную. Это характерно не только для обыденного, но и для научного мировоззрения. «Картина мира, как и любой познавательный образ, упрощает и схематизирует действительность. Мир как бесконечно сложная, развивающаяся действительность всегда значительно богаче, нежели представления о нем, сложившиеся на определенном этапе общественно-исторической практики. Вместе с тем, за счет упрощений и схематизаций картина мира выделяет из бесконечного многообразия реального мира именно те его сущностные связи, познание которых и составляет основную цель науки на том или ином этапе ее исторического развития»¹.

Если все же попытаться дать ее определение, то можно сказать следующее: научная картина мира — это целостная система представлений о наиболее общих свойствах и закономерностях действительности, построенная в результате обобщения и синтеза фундаментальных научных понятий, представлений и принципов.

Из этого определения очевидно, что картина мира не является неизменной. Она уточняется, развивается по мере того, как происходит развитие самой науки, пересматриваются ее фундаментальные понятия и принципы и сами основания. Поэтому сейчас принято говорить о разных общенаучных картинах мира, господствовавших в тот или иной период.

Сразу же отметим, что более или менее единообразный подход выработан только для естествознания; именно поэтому мы рассматриваем этапы становления научной картины мира на его материале. Социогуманитарное же знание, хотя, в целом, безусловно, опирается на общенаучные принципы и методы, тем не менее гораздо более дифференцировано, «плюралистично» и даже противоречиво, особенно в настоящее время, и по поводу его статуса идут довольно бурные дискуссии.

Сейчас принято считать, что наука обретает свой статус и окончательно отделяется от философии в Новое время и с этого периода проходит в своем развитии три основных этапа:

1. Классическая наука (ХVII—XIX вв.)

2. Неклассическая наука (первая половина XX в.)

3. Постнеклассическая наука (вторая половина XX — начало XXI в.).

Рассмотрим вкратце основные черты этих трех этапов.

Классический этап

Его начало относят к XVI—XVII вв., а конец – к рубежу XIX—XX вв. Часто классический этап подразделяют на два под-этапа: этап механистического естествознания (до 30-х гг. XIX в.) и этап формирования эволюционных идей (30-е годы XIX в. – начало XX в.).

Формирование механистического естествознания происходило на фоне глобальных исторических процессов в Европе: перехода от феодализма к капитализму и бурного развития промышленности. Это, свою очередь, стимулировало развитие науки и техники и в первую очередь механики. Данный этап связан с именами многих выдающихся ученых, прежде всего, астрономов и физиков – Я. Коперника, обосновавшего гелиоцентрическую систему; Т. Браге, Д. Бруно, Г. Галилея и многих других, среди которых выделяется фигура Исаака Ньютона. Одновременно с этим в новоевропейской философии складывается сама модель методического (научного) знания, в работах, прежде всего, Ф Бэкона и Р. Декарта, которая ложится в основу формирующейся методологии естественных наук (и, на какой-то период, социогуманитарного знания) .

В результате впервые создается грандиозная и целостная механистическая научная картина мира, поражавшая воображение современников. Вселенная предстала как гигантский механизм, логичный и стройный по своему устройству, предсказуемый и вычисляемый, подчиняющийся единым законам механики – от звезд и планет до «корпускул». Заслуга ученых этого времени состояла также и в том, что они со всей серьезностью приступили к разработке научной методологии, о важности которой мы уже говорили вначале.

Исаак Ньютон (1643—1727) был одним из гениев, которые определяют на века жизнь целых народов. Ньютон дал нам понятия и законы классической механики, математическую формулировку закона всемирного тяготения, теоретически обосновал законы Кеплера; «определил понятие силы, создал дифференциальное и интегральное исчисление как язык описания физической реальности, выдвинул предположение о сочетании корпускулярных и волновых представлений о природе света. Механика Ньютона стала классическим образцом дедуктивной научной теории»¹. Именно благодаря Ньютону были разработаны и начали систематически использоваться основные научные методы, такие, как анализ и синтез, индукция и дедукция, наблюдение и эксперимент и т.д.

Основные черты и принципы механистической картины мира можно свести к следующим.

1. Природа рассматривается как самодостаточный, естественный, целостный универсум, который может быть познан человеческим разумом.

2. Все объекты Вселенной представляют собой совокупность неделимых и неизменных частиц и существуют в абсолютном пространстве и времени. Пространство и время, таким образом, также неизменны и независимы друг от друга и от материи.

3. Взаимодействие объектов осуществляется силами тяготения, которые мгновенно передаются через пространство (принцип дальнодействия).

4. Во вселенной господствует жесткий причинно-следственный детерминизм (известное выражение Лапласа о том, что если бы существовал некий «всеобъемлющий ум», то он, зная в каждый момент всю совокупность причинно-следственных связей, был бы в состоянии предсказывать события).

5. Все процессы и явления можно объяснить через законы механики, т.е. свести к механическим процессам (редукционизм).

Таким образом, природа понималась как гигантский, безотказно и неизменно функционирующий механизм.

Каково было общее – мировоззренческое, культурное – значение этой великой научной эпохи? Оно было многоаспектным.

Прежде всего, как уже было сказано, впервые наука осознала себя и предстала перед обществом, как самостоятельная сфера, не зависимая ни от религии, ни от философии. Начали утверждаться революционные для того времени идеи – бесконечности мироздания, самодостаточности природы, единства человека и природы, всеобщности причинно-следственных связей; формировалось представление об эталонах научной рациональности, о целях и задачах науки, в том числе и практических (вспомним знаменитое бэконовское «знание – сила», или, в более точном переводе, «знание – власть»). Научная революция Нового времени оказала влияние и на социальные процессы, в первую очередь, способствуя секуляризации общественного сознания, падению авторитета церкви. Кроме этого, произошло объединение мировоззренчески-познавательного и практического аспектов научного знания, утвердилось представление о том, что человек может и должен господствовать над природой, использовать знания для достижения своих, сугубо человеческих целей.

Конечно, остается открытым вопрос о том, были ли эти процессы всецело позитивными («прогрессивными»). Но несомненно то, что человек сделал громадный шаг в понимании мира и своего места в мире.

Механистическая картина мира господствовала долгое время, но постепенно ее слабые стороны становились все более очевидными. Главным из них стали следующие: во-первых, механицизм и редукционизм, во-вторых, статичность данной картины мира. Ньютоновская Вселенная не развивается, не эволюционирует; все процессы и явления в ней, как в громадном часовом механизме, обречены на бесконечное повторение. Но накапливавшиеся факты в разных областях знания опровергали это представление и подготавливали почву для зарождения эволюционных идей.

Тем не менее, критикуя отошедшие в прошлое научные взгляды и их авторов, надо ни на миг не забывать, что не только без достижений, но и без ошибок великих ученых прошлого – не было бы и современной науки. Развитие научного знания – это лестница, по которой можно подниматься, только проходя последовательно все ступени. Поэтому завершим наше рассмотрение этого этапа краткой биографией центральной фигуры того периода – И.Ньютона.

Текущая версия (не проверялась)

Исаак Ньютон, сын мелкого, но зажиточного фермера, родился в деревне Вулсторп (графство Линкольншир), в год смерти Галилея и в канун гражданской войны. Отец Ньютона не дожил до рождения сына. Мальчик родился болезненным, до срока, но всё же выжил и прожил 84 года. Факт рождения под Рождество Ньютон считал особым знаком судьбы. Покровителем мальчика стал его дядя по матери, Вильям Эйскоу. В детстве Ньютон, по отзывам современников, был замкнут и обособлен, любил читать и мастерить технические игрушки: часы, мельницу и т. п. По окончании школы (1661) он поступил в Тринити-колледж (Колледж святой Троицы) Кембриджского университета. Уже тогда сложился его могучий характер — научная дотошность, стремление дойти до сути, нетерпимость к обману и угнетению, равнодушие к публичной славе.

Похоже на то, что значительную часть своих математических открытий Ньютон сделал ещё студентом, в «чумные годы» 1664—1666. В 23 года он уже свободно владел методами дифференциального и интегрального исчислений, включая разложение функций в ряды и то, что впоследствии было названо формулой Ньютона-Лейбница. Тогда же, по его утверждению, он открыл закон всемирного тяготения, точнее, убедился, что этот закон следует из третьего закона Кеплера. Кроме того, Ньютон в эти годы доказал, что белый цвет есть смесь цветов, вывел формулу «бинома Ньютона» для произвольного рационального показателя (включая отрицательные), и др. Все эти эпохальные открытия были опубликованы на 20-40 лет позже, чем были сделаны. Ньютон не гнался за славой. Стремление открыть истину было у него главной целью.

1667: эпидемия чумы отступает, и Ньютон возвращается в Кембридж. Избран членом Тринити-колледжа, а в 1668 году становится магистром. В 1669 году Ньютон избирается профессором математики, преемником Барроу. Барроу пересылает в Лондон сочинение Ньютона «Анализ с помощью уравнений с бесконечным числом членов». Продолжаются эксперименты по оптике и теории цвета. Ньютон строит смешанный телескоп-рефлектор (линза и вогнутое сферическое зеркало, которое полирует сам). Всерьёз увлекается алхимией, проводит массу химических опытов. 1672: демонстрация рефлектора в Лондоне вызывает всеобщие восторженные отзывы. Ньютон становится знаменит и избирается членом Королевского общества (британской Академии наук). Позже усовершенствованные рефлекторы такой конструкции стали основными инструментами астрономов, с их помощью были открыты иные галактики, красное смещение и др. Разгорается полемика по поводу природы света с Гуком, Гюйгенсом и другими. Ньютон даёт зарок на будущее: не ввязываться в научные споры. В письмах он жалуется, что поставлен перед выбором: либо не публиковать свои открытия, либо тратить всё время и все силы на отражение недружелюбной дилетантской критики. Судя по всему, он выбрал первый вариант.

1684—1686: после долгих уговоров Ньютон соглашается опубликовать свои главные достижения. Приходят всемирная слава и ожесточённая критика картезианцев: закон всемирного тяготения вводит дальнодействие, несовместимое с принципами Декарта. В 1689 году Ньютон был в первый раз избран в парламент от Кембриджского университета и заседал там немногим более года. Второе избрание состоялось в 1701—1702 годах. 1696: Королевским указом Ньютон назначен смотрителем Монетного двора (с 1699 года — директор). Он энергично проводит денежную реформу, восстанавливая доверие к основательно запущенной его предшественниками монетной системе Великобритании.

1699: начало открытого приоритетного спора с Лейбницем, в который были вовлечены даже царствующие особы. Эта нелепая распря двух гениев дорого обошлась науке — английская математическая школа вскоре увяла на целый век, а европейская — проигнорировала многие выдающиеся идеи Ньютона, переоткрыв их много позднее. На континенте Ньютона обвиняли в краже результатов Гука, Лейбница и астронома Флемстида, а также в ереси. Конфликт не погасила даже смерть Лейбница (1716).

В 1703 году Ньютон был избран президентом Королевского общества и управлял им до конца жизни — более двадцати лет. 1705: королева Анна возводит Ньютона в рыцарское достоинство. Отныне он сэр Исаак Ньютон. Впервые в английской истории звание рыцаря присвоено за научные заслуги.

Последние годы жизни Ньютон посвятил написанию «Хронологии древних царств», которой занимался около 40 лет, и подготовкой третьего издания «Начал». В 1725 году здоровье Ньютона начало заметно ухудшаться (каменная болезнь), и он переселился в Кенсингтон неподалёку от Лондона, где и скончался ночью, во сне, 20 (31) марта 1727 года. Похоронен в Вестминстерском аббатстве.

Надпись на могиле Ньютона гласит:

«Здесь покоится сэр Исаак Ньютон, дворянин, который почти божественным разумом первый доказал с факелом математики движение планет, пути комет и приливы океанов. Он исследовал различие световых лучей и появляющиеся при этом различные свойства цветов, чего ранее никто не подозревал. Прилежный, мудрый и верный истолкователь природы, древности и Св. писания, он утверждал своей философией величие Всемогущего Бога, а нравом выражал евангельскую простоту. Пусть смертные радуются, что существовало такое украшение рода человеческого».

Сам Ньютон оценивал свои достижения более скромно:

«Не знаю, как меня воспринимает мир, но сам себе я кажусь только мальчиком, играющим на морском берегу, который развлекается тем, что время от времени отыскивает камешек более пёстрый, чем другие, или красивую ракушку, в то время как великий океан истины расстилается передо мной неисследованным»¹.

Новый, качественно иной период развития науки был связан, как уже сказано, с зарождением и формированием эволюционных идей. Здесь следует, конечно, подчеркнуть, что сами идеи развития возникли задолго далеко до их опытного подтверждения, еще в античной философии (вспомним Гераклита – «нельзя дважды войти в одну реку»); позднее разрабатывались и в рамках богословия (св. Августин), и в европейской философии Нового времени. «Первая широко задуманная теория развития, охватывающая развитие солнечной системы, возникновение и развитие земли и, наконец, появление на ней и развитие организмов – растительных и животных – принадлежит Декарту»². Но, повторим, только в конце XVIII века эти идеи начали подкрепляться эмпирическими данными, многими открытиями, которые уже не вмещались в механистическую картину мира. Так, в геологии Ч. Лайель создал учение о непрерывном изменении земной поверхности под влиянием постоянных геологических факторов. М. Фарадей и Д. Максвелл разрабатывали теорию электромагнитного поля и, главное, впервые выдвинули саму идею о полевой форме материи. В биологии прорыв был осуществлен работами Ж. Б. Ламарка и Ж Кювье. Ламарк первым создал концепцию эволюции живого, Кювье разработал так называемую теорию катастроф, в результате которых гибнут старые виды животных и растений и появляются новые. И, наконец, качественный скачок осуществил Чарльз Дарвин, разработав эволюционную теорию (хотя сейчас установлено, что независимо от него теорию естественного отбора разработал английский биолог А. Р. Уоллес). При этом Дарвин и не предполагал, что его теория в следующем веке далеко перешагнет рамки биологии и ляжет в основу целой новой парадигмы – универсального эволюционизма, о котором у нас речь пойдет позднее.