Стратегии естественнонаучного мышления

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Классическая и неклассическая стратегии естественнонаучного мышления

естественнонаучный рациональность научный знание

Вышесказанное можно резюмировать так: результаты исследовательской практики и теоретических объяснений предопределяются исходной позицией естествоиспытателя, в которой концентрируется его восприятие природы. Так что же более предпочтительно для познания природы? Куда направлять вектор стратегии мышления? Исходя из умозрительных соображений, априорно на этот вопрос нельзя дать ответа. Можно лишь интерпретировать путь, пройденный научной рациональностью к сегодняшнему дню. Ниже будет представлены идеи советского философа М. Мамардашвили в изложении А.Д. Суханова и О.Н. Голубевой о стратегиях естественнонаучного мышления.

КСЕМ.

В древности человек должен был научиться ориентироваться на той территории, где он обитал или которую осваивал впервые. Для этого он смотрел на небо, где видел солнце и звезды. Сумма получаемых в грубом приближении сведений о положения небесных светил, чередовании дня и ночи, последовательности времен года и т.п. постепенно складывалась в совокупность устойчивых представлений. Они заключались в том, что в повторяющихся сходных условиях результаты наблюдений воспроизводятся однозначно. Из этого заключения следует, что сам процесс наблюдения за системой не влияет на ее поведение. Будем условно называть подобную систему представлений "мышлением астронома". Со временем и с развитием наук "мышление астронома" вызрело в весьма стройную систему, которая получила название классической стратегии естественнонаучного мышления (КСЕМ). Здесь классичность понимается как общепризнанность, даже очевидность.

Именитыми родоначальниками и наиболее известными представителями КСЕМ стали Демокрит, Н. Коперник, Ф. Бэкон, Р. Декарт, И. Ньютон и Дж. Максвелл. Как видно, все они были естествоиспытателями и, по-видимому, не отдавали себе отчета в том, какой стратегией мышления пользовались. Однако, всматриваясь в их труды, теперь можно уверенно сказать, что все они стояли именно на классических позициях.

Вкратце общая характеристика КСЕМ выглядит следующим образом. Эта стратегия предполагает, прежде всего, что в природе нет случайности. Все в ней строго закономерно, и если эти закономерности и законы установлены, они формулируются в однозначно определенной форме. Иными словами, если воспроизвести условия, в которых существовала причина некоторого явления, то повторится и то же самое следствие. Поэтому все идентичные наблюдения и эксперименты должны давать один и тот же результат, в котором нет места разбросу данных. А если в реальном эксперименте обнаружится что-то иное, то это отклонение следует интерпретировать как указание на некоторые неучтенные факторы, которые следует найти и принять во внимание. Пример - открытие планеты Нептун.

Еще одной особенностью КСЕМ является использование классической формальной логики. Ее можно назвать альтернативной логикой, которая базирует свои построения на законе исключенного третьего. Это значит, что из двух несовместимых (противоположных) суждений в данный момент может быть реализовано только одно.

Другой важнейшей и специфической особенностью КСЕМ является представление о могуществе человеческого разума. Оно выражается в том, что естествоиспытателю принципиально доступно и подвластно все в изучаемой системе, она для него как бы прозрачна, потому что в ней нет ничего такого, что он не смог бы обнаружить и проконтролировать. Можно сказать, что формулой КСЕМ является утверждение о том, что в природе нет "скрытых" параметров. Все "тайное", т.е. неизвестное о природе, рано или поздно должно стать явным, т.е. доподлинно известным. Это позволяет интерпретировать неполноту данных об объекте лишь как временную, техническую и устранимую трудность. Такая позиция взаимосвязана с представлением об отсутствии случайности в природе, являясь как бы его оборотной стороной. Естествознание к началу XX века сложилось как совокупность наук о природе, построенных на идеях классического мышления. Поэтому такую стратегию мышления и основанные на ней методологии и до сих пор считают единственно научной. Именно эти методы были, прежде всего, подвергнуты критике логиками венского кружка.

Анализ классической рациональности показал, что она обладает ограниченными возможностями в познании мира, несмотря на присущую ей веру в безграничное величие разума. В этом типе рациональности господствует образ мира, в котором явления природы вписаны в однозначный контекст. Этот образ возведен из отдельных элементов на основе упорядоченных, жестко детерминированных связей между ними. Полностью преодолеть сегментированностъ знания не удается и результат в целом оказывается близким к мозаичному полотну. Чтобы его обозреть полностью, надо как бы отойти вдаль, чтобы не были заметны границы между его составляющими. Здесь опять возникает подтверждение тому, что классический исследователь мысленно дистанцирован от объекта.

Различие между классической стратегией и неклассической, о которой будем говорить ниже, проявляются также в редуктивистской и холистической методологиях, сформировавшихся еще в античности. Основатель материалистической традиции Демокрит, как известно, учил, что все в мире состоит из атомов и пустоты. Здесь не только утверждение о существовании предела делимости материи, но важнейший метафизический принцип, согласно которому все сущее суть агрегаты различной степени сложности. Такой подход получил название редукционизма. Здесь любое целое в конечном счете сводится к сумме своих частей. Части предшествуют целому. Вселенная по Демокриту - система совокупности атомов

Платон предложил принципиально иной - холистический взгляд на мир. Он, конечно, прекрасно понимал, что среди окружающих нас вещей агрегатов более чем достаточно. Но Платон постулировал существование таких уникальных бытийных объектов, принцип устройства которых прямо противоположен агрегатному. В них целое предшествует своим частям и определяет их свойства. Целостность, по Платону, - фундаментальное свойство, не сводимое ни к какому взаимодействию частей. Объекты, в которых это свойство проявляется с наибольшей полнотой и наглядностью, Платон называл Целое. По греческие это слово звучит как холон. Демонстрационным образцом холона для Платона служит живое существо. Вселенная по Платону - есть холон холонов, сознание есть также холон.

Заметим еще, что представления, которые рождаются на основе КСЕМ, всегда наглядны. Они, так или иначе, воспроизводят реальные предметы. И это также есть следствие наблюдательной позиции естествоиспытателя, которому подвластны исключительно внешние проявления поведения системы. Когда классическое мышление пытается проникнуть в неподвластные ему сокровенные сферы, оно терпит фиаско, что и проявилось окончательно на рубеже XX века. Сначала, в основном, это были физические знания. Среди них - теория теплового излучения М. Планка, квантовая теория атома, теория броуновского движения А. Эйнштейна и М. Смолуховского.

НСЕМ.

Возвращаясь к тем давним временам, когда человек только утверждался в мире, отметим, что он уже тогда занимался разнообразной деятельностью. Помимо необходимости ориентироваться на местности, ему требовалось изготавливать себе пищу и совершенствовать орудия труда. Так человек еще в древности столкнулся с тем, что уже в процессе примитивной металлургии (когда выплавлялись орудия труда) или первобытной кулинарии даже при однозначных начальных условиях не всегда можно было точно предугадать результат. Это подвело людей к мысли о том, что природе присуща и случайность, не подвластная контролю со стороны человека. Говоря сегодняшним языком, подобный образ мыслей можно условно назвать "мышлением химика", потому что химики повседневно сталкиваются с непостоянством состава вещества и каталитическими воздействиями, в которых эта неконтролируемость дает о себе знать.

В дальнейшем эта гипотеза о роли случайного укрепилась настолько, что на ней сформировалась другая система восприятия мира - неклассическая стратегия естественнонаучного мышления (НСЕМ). Она отличается от КСЕМ, прежде всего, тем, что в ее основе лежит представление о случайности как о фундаментальном свойстве природы.

Здесь случайность возникает не в результате того, что нам еще что-то неизвестно о природе и мы представлением о вероятности как бы заполняем лакуну неполноты знания. Когда мы говорим о том, что классически мыслящий исследователь природы строит свои теоретические рассуждения на однозначной воспроизводимости результатов наблюдений, не следует думать, что он отгорожен от мира и не знает, что всякий реальный опыт дает разброс экспериментальных данных. Конечно же, он часто сталкивается с этим. Более того, он даже пользуется математическими методами теории вероятностей для обработки этих результатов. В итоге классически мыслящий исследователь вычисляет средние значения измеренных величин и средние отклонения от них (дисперсии), которые характеризуют конкретные условия данного опыта. Но для КСЕМ представления о вероятности того или иного события принципиально вторичны. Они рассматриваются как неточность реального опыта и в теоретические построения не включаются.

В НСЕМ она возводится в ранг глубинной, исконной черты природы. Неклассическая стратегия, отдельные существенные элементы которой можно обнаружить уже в науке XIX века, оформилась как научная рациональность в середине XX века после методологического осознания роли квантовостатистического подхода к исследованию природы. НСЕМ восходит еще к Эпикуру, а затем развивалась трудами Л. Больцмана, М. Планка, А. Эйнштейна, Н. Бора, Дж. Гиббса, В. Гейзенберга и многих других. НСЕМ родилась в физике из понимания того, что в целом ряде случаев разброс наблюдающихся в эксперименте данных невозможно было отнести на счет погрешностей приборов или неаккуратности экспериментатора. Эти факты послужили основой для возникновения квантовой физики, в которой потребовалось кардинально изменить исходные убеждения об устройстве природы на микроуровне.

Главная черта НСЕМ - признание стохастического характера природных явлений как неотъемлемого фактора ее бытия (стохастичность - нерегулярность). Освоение НСЕМ помогло человеку понять, что однозначная определенность адекватна лишь усредненным тенденциям в природе, а потому не может быть отнесена к каждому конкретному факту. Для этого потребовалось ввести представление о неконтролируемости воздействия на объект со стороны его окружения. неконтролируемое воздействие приводит к случайным отклонениям наблюдаемых характеристик объекта от своих средних значений. Эти отклонения называются флуктуациями и они имеют принципиальный характер. Можно даже сказать, что для НСЕМ флуктуации являются ведущим понятием и они входят в теоретическое описание явлений природы. В этой стратегии мышления необходим вероятностный прогноз результатов, потому что вероятность становится первичной категорией природы.

Еще одной важнейшей особенностью НСЕМ является использование иной логики. Она в корне отличается от схемы выбора "или-или" и может показаться даже парадоксальной. В ее основе лежит совместимость противоположных суждений типа "находится в данном месте и не находится в данном месте". Строго говоря, в эту логику укладывается несколько иное представление. Оно заключается в том, что объект одновременно находится в разных местах. Если применить это к обычной частице, то она оказывается как бы размазанной в пространстве.

В этой стратегии заложена принципиальная невозможность даже мысленного экранирования исследователя от объекта изучения, а потому исповедующий ее естествоиспытатель выступает в роли не наблюдателя, а соучастника событий. Изучаемый объект при этом не полностью доступен для наблюдения, потому что информация о нем по некоторым характеристикам принципиально ограничена определенным коридором точности. Неклассическая рациональность прежде всего исходит из ограничения возможности наблюдателя быть субъектом, т.е. отстраненным зрителем спектакля. Обращаясь к известной метафоре, можно сказать, что если классическая диалектика проистекает из представления о том, что "нельзя дважды войти в одну и ту же реку", то неклассическая рациональность покоится на том, что нельзя даже однажды безнаказанно посмотреть на нее. Иными словами, в первом случае констатируется изменчивость предмета во времени, а во втором - чувствительность состояния к вмешательству со стороны.

Неклассическая рациональность, осознавая принципиальные последствия наблюдения над системой, тем не менее, не разрушает представление об объективности научного знания. Однако объективность воспринимается в ней с учетом взаимоотношений исследователя и системы. Переставая быть сторонним наблюдателем, человек строит представления о системе на основе результатов своего взаимодействия с ней.

О соотношениях между КСЕМ и НСЕМ.

Нельзя утверждать, что КСЕМ хуже или лучше НСЕМ. Это просто разные взгляды на мир, имеющие свою область применения, но одинаково бесценные для понимания природы. Не будь одной из них, картина природы осталась бы неполной и односторонней. Значимость КСЕМ и НСЕМ грандиозна не только для понимания природы. Они, с одной стороны, воплощают образ мысли о природе, основанный на экспериментально подтвержденных данных о ее поведении. В этом нас укрепляет неопровержимость классических теорий Ньютона-Максвелла-Эйнштейна (релятивистская механика и электромагнетизм) и неклассических теорий Планка-Гейзенберга-Дирака-Эйнштейна-Гиббса (квантовая механика и статистическая термодинамика). Но ни та не другая, возможно (см. выше), не дают однозначно адекватной картины природы.

С другой стороны, они не являются исключительно стратегиями мышления в естествознании, пригодными лишь для внутреннего употребления как специальные операционные системы мышления. Они истинно научны в том смысле, что методологичны, т.е. открывают скрытые ориентиры рационального мышления и призывают к рациональной рефлексии. Благодаря этому они стали универсальными: сейчас они вышли за рамки познания природы и реально используются в гуманитарных науках.

Сейчас в обиход входит третья, постнеклассическая стратегия, использующая эволюционные идеи и синергетику, опять-таки заимствованные из естествознания. Вместе с тем есть сомнения, что она является самостоятельной СЕМ. Используемые в ней представления о бифуркациях, все же, базируются на признании неконтролируемого воздействия и сближают ее с неклассической СЕМ.

Психофизиологические основы КСЕМ и НСЕМ.

Нобелевская премия в области физиологии 1982 г. была присуждена У. Перри за исследование межполушарной асимметрии головного мозга, то есть различия функций двух его полушарий. Определенные сведения об этом были известны давно, но первоначально считалось, что происходящие в них процессы отвечают, грубо говоря, только за порождение разных способов восприятия окружающего мира. Так, левое полушарие специализировано исключительно на оперировании словами, условными знаками, символами, т.е. в нем рождается сухое абстрактное мышление. Соответственно, в правом полушарии возникают образы реальных объектов и эмоциональные реакции.

На этой основе сложилось мнение, что левое полушарие отвечает за формально-логическое мышление и речь, а правое полушарие - за воображение и интуицию. При этом выраженность этих функций у одного и того же индивидуума различна, так что доминирует, как правило, влияние одного полушария. Благодаря этому на бытовом уровне возникло представление о том, что "левополушарное мышление" свойственно людям, выбирающим в жизни технические направления деятельности, а "правополушарное мышление" настраивает на занятия гуманитарными науками и искусством. Уже в этих суждениях есть некорректность, потому что гуманитарные науки в равной степени с естественными требуют аналитического мышления (хотя, к сожалению, не все из них вышли на должный уровень).

Однако дальнейшие исследования нейрофизиологов и психологов существенно углубили и обогатили эти достаточно схематичные представления. Было установлено, что межполушарная асимметрия мозга проявляет себя и в значительно более тонких сферах, чем рациональный и эмоциональный планы восприятия действительности и оперирование со словами и образами. Именно эти сферы оказываются чрезвычайно важными не только с точки зрения изучения мышления человека как биологического объекта. Они имеют огромное влияние на характер общего представления о мире, которое формируется у человека.

Теперь понятно, что главное различие между полушариями заключается в способах манипулирования воспринимаемой информацией независимо от того, в каком виде она поступает - вербально (т.е. через речь) или образно - эмоционально. Специфика правополушарного мышления в настоящее время связывается с готовностью к целостному схватыванию, к одномоментному восприятию многих явлений и объектов в целом, в совокупности всех составных элементов. Особенность левополушарного мышления, наоборот, создает преимущественную способность к последовательному, ступенчатому познанию.

Таким образом, на макроуровне мышления в целом, намечаются две тенденции в психологическом восприятии действительности: правополушарная - интегрирующая, синтетическая (холон) - и левополушарная - дифференцирующая, аналитическая (редукция). Иными словами, благодаря правому полушарию как бы сам по себе и сразу складывается несколько диффузный, но целостный образ действительности, в котором каждый элемент связан со всеми другими множественными и размытыми связями. В этом образе отдельные элементы взаимодействуют сразу во многих смысловых плоскостях. При этом некоторые связи могут даже выпадать из канвы формальной логики, и образ действительности приобретает многозначность и многомерность. В левом полушарии представления о мире собираются постепенно и кропотливо. Они состоят из отдельных, расчлененных фрагментов, между которыми устанавливаются четкие локальные причинные отношения, укладывающиеся в рамки формально-логических схем.

Если преобладает левополушарное мышление, то восприятие природы становится прямолинейным, одномерным, жестко детерминированным, упрощенным, способным лишь к однозначному контексту. В этом случае человек отбирает немногие, непротиворечивые сведения об объекте и анализирует их в одном ряду. Так создается относительно простая и удобная в обращении схема действительности, но подобный мысленный образ природы оказывается неадекватным ее реальной сложности. Если же левополушарная тенденция дополняется правополушарной, то образ природы становится многоплановым и достаточно гибким.

Именно в гармонии обеих тенденций познания окружающий мир постигается в адекватной форме не только отдельным человеком, но и наукой как таковой. Когда гармония обеих тенденций мышления нарушена, оно оказывается недостаточно развитым именно потому, что не использует все богатство возможностей мозга.

Таким образом, две тенденции познавательной деятельности человека, отражая психофизиологию мозга, как бы свидетельствуют об изначальной предрасположенности человека к познанию природы, об адекватности сознания природе. Оба полушария мозга действуют не раздельно, а как единая система, в которой есть тончайшие интеллектуальные механизмы, позволяющие и понимать отдельные факты, и "объять целостность". Так выглядят в общих чертах физиологические основы для формирования стратегий познавательной деятельности человека, которые чрезвычайно важны для получения и интерпретации научной информации о мире.

2. Классический тип естественнонаучной рациональности

Многие авторы, говоря о развитии науки, подчеркивают, что "она в своем развитии проходит три этапа: классический, неклассический и постнеклассический (современный). Соответственно этому различают и три исторических типа научной рациональности, сменявшие друг друга в истории техногенной цивилизации. Между ними, как этапами развития науки, существуют своеобразные "перекрытия", причем появление каждого нового типа рациональности не отбрасывало предшествующего, а только ограничивало сферу его деятельности, определяя его применимость только к определенным типам проблем и задач".

Рассмотрение классического типа естественнонаучной рациональности в ней ограничено рамками классической физики.

Практически все крупные философские течения мысли в XXвеке (и экзистенционализм, и феноменализм, и постпозитивизм, и русская религиозная философия), а также ряд крупных, философски мыслящих учёных пересматривают смысл и значение логики естественнонаучного мышления нового времени. Пересмотр обычно завершается или поисками нового типа рациональности, или же выводами о неизбежности отказа от всякой логики и переходу к иррационализму, религии, мистике.

Новый тип мышления свидетельствует о пересмотре столь важного для науки нового времени понятия как объективность в смысле независимости предмета изучения и знания, получаемого о нём, от субъектных характеристик учёного и от всех случайных моментов процесса познания, другими словами, от контекста получения знания. Такая зависимость ставит под сомнение возможность воспроизведения научных результатов, а отсюда трансформируется понятие истины. Вот эти-то, действительно достаточно серьёзные, повороты в развитии науки XX в. заставляют серьёзно задуматься о судьбах логики научного мышления.

Рациональность - это определенный тип вписывания человека в мир. Человек может вписываться в мир через любовь к богу, может вписываться в него через любовь к природе. Рациональность - это такое вписывание в мир, когда оно опосредовано работой в идеальном плане. Еще в эпоху Парменида стало ясно, что проникнуть в сущность вещей нельзя путем простого наблюдения, обобщения фактов. Необходимы специальные процедуры трансформации реальных объектов в идеальные, существующие только в мысли. Мир идеальных объектов - это теоретический мир. Его преобразовывают, с ним работают только в мыслях и при помощи мысли. Например, можно мысленно представить, что существует мир, в котором сопротивление, возникающее при трении поверхности одного тела о поверхность другого, стало бесконечно малым. Сконструировав такой мир, затем можно установить законы, которые будут в нем действовать. Именно теоретически, т.е. мысленно сконструировав такой мир, Г. Галилей открыл закон инерции.

Открыв способность мышления работать с идеальными объектами, античность тем самим открыла рациональность. Наука использовала это открытие, но внесла в него существенные изменения и дополнения.

Античность не запрещала мысли конструировать любые идеальные объекты. Никто и ничто не контролировали деятельность мышления по созданию идеальных миров. Наука на такую свободу мысли согласиться не могла, ибо она искала знания, пригодные для практического использования. Наука признает правомерной работу мысли только с такими идеальными объектами, которые проверяемы на практике (непосредственно или опосредованно). Что же это за идеальные объекты, откуда они берутся, как конструируются?

Ядром классической физики является классическая механика Ньютона, которая изучает механическое движение тел. Как известно, механическим движением тела называется изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени.

Итак, чтобы вскрыть сущность механического движения тел, нужно любое материальное тело представить в идеальной форме. Как известно, в классической механике тело задается идеализацией "материальная точка". Тело, размерами которого в данных условиях движения можно пренебречь, называется материальной точкой. Решить основную механическую задачу означает найти траекторию, по которой движется тело. Весьма существенно, что эта траектория определяется в механике единственным образом. Если же траектория движения макротела не определена однозначно или значения ее некоторых характеристик строго не определены, то с точки зрения механики Галилея-Ньютона задача считается некорректно поставленной. Классическая материальная точка, или классическая частица, - это маленький, локализованный в ограниченной области пространства комочек материи, движущийся по законам механики Ньютона. Классические материальные точки движутся по определенным траекториям, так что в любой момент времени точно фиксированы их координаты и импульсы. В классической механике Ньютона состояние системы полностью определяется значениями координат и импульсов всех частиц систем.

Итак, сама механическая задача, необходимость ее решения породила идеализацию "материальная точка". Четко просматривается и метод образования этой идеализации - абстрагирование, т.е. отбрасывание определенных реальных свойств реальных объектов. (Идеализация - образование абстрактных объектов посредством мысли в результате отвлечения от принципиальной невозможности осуществить их практически. Реальные прототипы идеализаций могут быть указаны лишь с той или иной степенью приближения).

Чем наука теоретически более развита, тем большее число идеализаций она использует. И действительно, развитие классической физики связано с тем, что в ней растет число идеализаций, причем появляются не только идеализации тел, но и процессов (представление волны как плоской, абсолютно упругий удар, идеальный цикл Карно и т.д.), и условий (адиабатическая оболочка, замкнутая система и т.д.). Расширяются и способы образования идеализаций. Например, начинают строиться идеализации путем мысленного перехода к предельному случаю в развитии какого-либо свойства. Так, располагая реальные тела в ряд соответственно увеличению их твердости, можно мысленно продолжить этот ряд и в конце его представить такое тело, которое не деформируется под действием любых тел. Это и будет "абсолютно твердое тело".

Идеализации строились так, чтобы относительно тех сторон идеализаций, которые для исследователя несущественны, можно было делать любые предположения. Например, идеальным газом может быть в принципе газ любого типа (кислород, азот, смесь газов т.д.). Это следует из сути данной идеализации: статистическая система, частицы которой взаимодействуют друг с другом только в процессе столкновений, а все остальное время движутся как свободные, называется идеальным газом.

Идеализации строились и так, чтобы "схватить" определенные стороны сущности реальных объектов или процессов. Это позволяло переходить от них к изучению реальных объектов. Работа с идеализациями в классической физике сделала ясным, что если теория описывает идеализированный объект или процесс, то ее непосредственно к действительности применять нельзя. А поэтому идеализированные теории классической физики стали обрастать разделами знания, которое можно было применять к решению непосредственно практических задач (например, баллистика).

Развитие эксперимента и математики, накопление теоретических знаний приводят к тому, что в классической физике появляется другая форма идеального задания объекта - идеальная модель. Абстрактные объекты, которые воспроизводят в мыслях лишь некоторые черты реальных объектов, называются идеальными моделями объектов, например, модель атома Резерфорда.

Идеальные модели физических объектов в классической физике строились на основании экспериментальных данных и теоретических представлений о данной области физических объектов. Однако идеальные модели формально-логически из этих данных не выводятся. Они как бы "навеиваются" этими данными. Это "навеивание" носит очень сложный характер. Механизм его на сегодняшний день не раскрыт.

Работа ученых-физиков с идеальными моделями реальных объектов приучила их к пониманию того, что:

1. Поскольку модель воспроизводит не все, а лишь некоторые свойства оригинала и так как ученый-теоретик задает вопросы реально существующим объектам, а ответы на них ищет на их идеальных моделях, так как у него просто нет иного представления об объекте, то всегда можно поставить такой вопрос, на который нельзя получить ответа на существующей идеальной модели изучаемого объекта. Так модель атома Резерфорда в принципе не могла ответить на вопрос: почему атом устойчив? Стал понятен и выход из таких ситуаций - переходить к новым моделям изучаемых объектов. Тем самым физическая рациональность указала магистральный путь развития физического знания.

2. Никакое физическое явление не может быть полностью объяснено какой-либо одной моделью. Реальный объект в теоретическом естествознании может быть представлен не одной, а несколькими моделями. Это приводит к тому, что одна и та же конкретная задача может решаться разными способами. Это требует выяснения соотношения старой теории с новой, которая описывает и объясняет более широкий круг фактов.

Итак, первое направление развития естественнонаучной рациональности в рамках классической физики связано с наработкой разных способов представления реальных физических объектов в идеальной форме.

Второе направление развития естественнонаучной рациональности в рамках классической физики было связано с требованиями выполнения корректности постановки задач механики.

Выше мы подчеркивали, что, если траектория движения макротела не определена однозначно или значения ее некоторых характеристик строго не определены, то с точки зрения механики Галилея-Ньютона задача считается некорректно поставленной. Сформулированная так корректность постановки механических задач выделила определенный тип закономерностей. Получил он название "динамическая закономерность". Суть динамической закономерности в рамках классической механики сводится к следующему: если мы знаем состояние механической системы и воздействие на нее, то совершенно однозначно можно определить состояние этой системы в любой наперед заданный момент времени.

Развитие всей классической физики, начиная от механики твердого тела и сплошных сред и кончая классической электродинамикой, происходило под определяющим воздействием классической механики. Само логическое строение последующих теорий классической физики в принципе аналогично схеме классической механики. Такой тип закономерностей, как уже подчеркивалось, получил название динамических.

В качестве определяющей черты класса динамических закономерностей обычно рассматривается строго однозначный характер всех без исключения связей и зависимостей, отображаемых в рамках соответствующих представлений и теорий на основе этих законов. В негативной формулировке это означает: там, где нет строгой однозначности в связях, нельзя говорить и о соответствующих закономерностях. Из однозначного характера связей вытекает их равноценность: любая рассматриваемая связь, независимо от природы соответствующих свойств или параметров, в равной мере признается необходимой.

На основе развития классической физики и ее успехов схема жестокой детерминации была в известной мере абсолютизирована. Философская концепция, выразившая это, получила название "лапласовский детерминизм". Он в рамках классической физики развивался. И к началу двадцатого века его основные положения были следующими:

1. Хаос - сугубо деструктивное начало мира, он ведет в никуда. Для такого вывода были весьма веские основания. Действительно, в соответствии с фундаментальными законами статистической механики, образование организованных структур в изолированных системах с большим числом частиц может носить только характер флуктуаций, имеющих чрезвычайно малую вероятность появления. Чем значительнее масштаб флуктуаций, тем менее возможна ее реализация. Гораздо более вероятны процессы разрушения, дезорганизации правильных структур, которые, как правило, и имеют место, когда система не взаимодействует с другими объектами или взаимодействует с термостатом.

Развитие изолированных систем приводит к тому, что система стремится к равновесному состоянию, что означает, что ее энтропия достигает максимального значения. Равновесное состояние является состоянием наибольшей разупорядоченности, так как именно его реализации отвечает наибольшая вероятность. Состояние термодинамического равновесия и соответствует поднятию "максимальный хаос системы". Чем большее число микросостояний реализует данное макросостояние, тем больше хаос в системе. Второе начало термодинамики гласит, что любая замкнутая система стремится перейти в состояние с большим хаосом, что означает, что энтропия системы будет расти.

С другой стороны, для замкнутой динамической системы произвольной сложности А. Пуанкаре доказана следующая теорема: за достаточно большое время фазовая траектория в Г-пространстве вернется в область, сколь угодно близкую к начальной точке этой траектории. Таким образом, любое неравновесное макроскопическое состояние рано или поздно должно повториться, как бы ни было велико отклонение от равновесия. Однако расчеты показывают, что время возврата порядка 10 единиц времени. В то же время, возраст Вселенной оценивается как Т ~ 5 109 лет.

Таким образом, имеет место практическая необратимость макроскопических процессов, если речь идет о сколько-нибудь существенных отклонениях от термодинамического равновесия.

2.Случайность тщательно изгонялась из научных теорий. Существовало убеждение, что случайности не сказываются, забываются, стираются, не оставляя следа в общем течении событий природы.

Мир, в котором мы живем, рассматривался как не зависящий ни от микрофлуктуаций на нижележащих уровнях бытия, ни от малых влияний космоса. Неравновесность и неустойчивость рассматривались как досадные неприятности, которые должны быть преодолены. Это нечто негативное.

3. Развитие понималось как поступательное, без альтернатив. Пройденное имеет лишь историческое значение.

4. Мир связан причинно-следственными связями жестко. Причинные цепи имеют линейный характер. Следствие пропорционально причине. По причинным цепям ход развития может быть просчитан неограниченно в прошлое и будущее.

Настоящее определяется прошлым, а будущее - настоящим и прошлым.

5. Подход к управлению сложными системами основывался на представлении, согласно которому результат внешнего управляющего воздействия есть однозначное и линейное, предсказуемое следствие приложенных усилий, что соответствует схеме: управляющее воздействие - желаемый результат. Чем больше вкладываешь энергии, тем больше будто бы и отдача.

Требования лапласовского детерминизма приводили в рамках классической физики к постановке определенных задач. Особенно это сказалось в области применения вероятностных методов. Привлечение вероятностных методов описания хорошо известно в классической физике. Такие методы, в частности, типичны для молекулярно-кинетической теории, позволяющей находить вероятности различных скоростей молекул, длин свободного пробега, плотностей и т.д. При этом, однако, подразумевается, что движение каждой молекулы подчиняется детерминистическим законам классической механики. Они позволяют точно и однозначно предсказать при заданных начальных условиях состояние в будущем, если известны действующие со стороны остальных молекул силы. Лишь из-за того, что количество молекул слишком велико, такое детерминистическое описание в действительности оказывается недостижимым.

Для систем с большим числом частиц более употребителен сокращенный способ описания - язык вероятностей. Он позволяет говорить не об индивидуальной динамической характеристике частицы, а о вероятности реализации данного значения динамической переменной для произвольной, наугад выбранной частицы.

Попытки сочленения детерминистского и вероятностного подходов привели к появлению наглядного приема описания эволюции системы с произвольным числом частиц.

Полный набор динамических переменных в этом случае составляют 6N чисел - 3N координат и 3N импульсов. Тогда состояние системы в целом в данный момент времени можно задать одной точкой в некотором абстрактном пространстве 6 измерений. Такое пространство получило название фазового Г-пространства (в отличие от фазового мю - пространства для одной частицы системы), или просто фазового пространства системы. В ходе эволюции системы изображающая точка в фазовом пространстве перемещается, описывая фазовую траекторию. Так, статистическая система была описана динамически в фазовом Г - пространстве. Требование лапласовского детерминизма было выполнено.

Определенное понимание корректности постановки механической задачи порождает объектный стиль мышления классической естественнонаучной рациональности, т.е. стремление познать предмет сам по себе, безотносительно к условиям его познания. Исследуя свои объекты, классическая физика стремилась при их описании и теоретическом объяснении изъять все, что относится к субъекту, средствам, приемам и операциям его деятельности.

Объективные основания для такого утверждения находились в недрах самой классической механики.

Напомним, что физические свойства объекта характеризуются качественно и количественно. Качественная характеристика свойства - это его сущность (например, масса, скорость, энергия и т.д.). Классическая механика исходила из того, что условия познания на изучаемые объекты не влияют. Для различных типов механических задач условиями познания являются системы отчета. Без их введения нельзя корректно ни сформулировать, ни решить механическую задачу. Если свойства объекта ни по качественной, ни по количественной характеристике не зависят от системы отсчета, то они называются абсолютными. Так, какую бы систему отчета для решения конкретной механической задачи мы ни взяли, в каждой из них будут проявляться качественно и количественно масса объекта, сила, действующая на объект, ускорение, скорость.

Если же свойства объекта зависят от системы отсчета, то их принято считать относительными. Классическая физика знала лишь одну такую величину - скорость объекта по количественной характеристике. Это означало, что бессмысленно говорить, что объект движется с такой-то скоростью, не указывая систему отсчета; в разных системах отсчета количественное значение механической скорости объекта будет различное. Все же остальные свойства были абсолютными и по качественным, и по количественным характеристикам.

Классическая естественнонаучная рациональность имеет прямой выход на определенное представление о мире. И, опять же, во многом эти представления определялись специфическим пониманием корректности постановки механических задач. Действительно, само понимание траектории движения тела требовало определенного представление о пространстве и времени. И Ньютон дает такое представление. Дается и общее представление о физической реальности.

В классической физике считалось, что мир можно разложить на множество независимых элементов экспериментальными методами. Этот метод в принципе неограничен, так как весь мир - это совокупность огромного числа неделимых частиц. Основа мира - атомы, т.е. мельчайшие, неделимые, бесструктурные частицы. Атомы перемещаются в абсолютном пространстве и времени. Время рассматривается как самостоятельная субстанция, свойства которой определяются ею самой.

Пространство в классической физике абсолютно, что означает, что оно не зависит от материи и времени. Можно убрать из пространства все материальные объекты, а абсолютное пространство остается. Пространство однородно, т.е. все его точки эквивалентны. Пространство изотропно, т.е. эквивалентны все его направления. Время тоже однородно, т.е. эквивалентны все его моменты. Основные свойства симметрии макроскопического пространства и времени обусловлены физическими законами сохранения. Стимулом для такого предположения служит теорема, доказанная немецким ученым Эмми Нетер в 1918 году.

Согласно теореме Нетер, каждое свойство симметрии пространства и времени можно сопоставить с каким-либо законом сохранения. Так, из однородности пространства следует закон сохранения импульса, из изотропности пространства - закон сохранения момента количества движения, а из однородности времени - закон сохранения энергии.

Пространство описывается геометрией Эвклида, согласно которой кратчайшим расстоянием между двумя точками является прямая.

Пространство и время бесконечны. Понимание их бесконечности было позаимствовано из математического анализа, что в какой-то мере удовлетворило требование наглядности физических представлений.

Бесконечность пространства означает, что какую бы большую систему мы не взяли, в мире всегда можно указать на такую, которая еще больше. Бесконечность времени означает, что как бы долго не длился данный процесс, всегда в мире можно указать на такой, который будет длиться дольше.

Для классической естественнонаучной рациональности было характерно совпадение объяснения явления с его пониманием. Объяснение явления означало создание его наглядной механической модели. Понимание представлялось как интуитивная очевидность.

Общие выводы данной работы можно свести к следующим положениям:

1. Тип естественнонаучной рациональности задается классом решаемых наукой задач, пониманием корректности их постановки и решения.

2. Каждый тип естественнонаучной рациональности развивается, а не формулируется сразу; лишь потом происходит смена самих типов естественнонаучной рациональности.

3. Каждый тип естественнонаучной рациональности приводит к постановке специфических задач, которые являются результатом требований сформировавшегося типа естественнонаучной рациональности.

Научное знание двуполюсно, так как создаётся деятельностью субъекта, направленной на предмет. Как результат деятельности научное знание обладает самостоятельностью, независимостью как от субъекта, так и от предмета, с которыми он не совпадает, не совмещается. Не будем сейчас говорить о соотношении идеализаций науки с природной действительностью, но специально подчеркнём, что эти идеализации, рассмотренные с точки зрения неизбежности присутствия в них субъектных характеристик, никогда не включают в себя всего многообразия контекста их создания.

Углубляется понятие объекта - определение микрообъекта как частицы или волны наталкивает на мысль о возможности разной актуализации объективного мира. Микрообъект - не волна и не частица. Он - возможность быть или волной, или частицей. Объект - не предмет, а событие. В классическом естествознании объект всегда противостоял субъекту, находился на переднем крае логического мышления. Сегодня объект оказывается как бы между логическими формами деятельности нескольких субъектов. Разные формы актуализированной действительности предполагают разные способы логического мышления (физический мир со скоростями, далёкими от световой, подчиняется законам классической механики); мир со скоростями, приближающимися к световой, принадлежит квантовой механике.

Список использованной литературы

1. Гейзенберг В. Шаги за горизонт. М., 1987. С. 331.

2. Физика микромира. - М., 1980, с.318.

3. Рюмен Ю.Б., Рывкин М.Ш. Термодинамика. Статистическая физика и кинетика. - М., с.498.

4. Кучеренко М.Г. Эволюционно-синергетическая парадигма // Единство естественнонаучного и гуманитарного компонентов культуры личности. Оренбургский гос. ун-т. Оренбург, 1997, с. 27-28

Размещено на Allbest.ru