Особенности естественнонаучной картины мира

С. А. Чернова

ОСОБЕННОСТИ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ КАРТИНЫ МИРА

Научная картина мира - модель устройства действительности. Анализ эволюции понятия «научная картина мира» дает возможность представить естественнонаучную картину мира с точки зрения гносеологических, логических характеристик и выделить ее особенности.

На основе знаний современной науки возникает единая концептуальная система - модель устройства действительности - научная картина мира (НКМ). НКМ - целостная система представлений об общих свойствах и закономерностях действительности, построенная в результате обобщения и синтеза фундаментальных научных понятий и принципов. Различают общенаучную картину мира, которая включает представления обо всей действительности (природе, обществе, самом познании) и естественнонаучную картину мира, которая синтезирует дисциплинарные картины: физическую, астрономическую, химическую, биологическую. Каждая картина мира строится на основе определенных фундаментальных научных теорий, и по мере развития практики и познания одни научные картины мира сменяются другими. Помимо представлений о закономерностях, характерных для развития действительности, такая модель включает и представления о логике, и критерии «здравого смысла», своего рода «этические нормы науки» [1].

Картины мира, развиваемые в отдельных научных дисциплинах, не являются изолированными друг от друга. Они взаимодействуют между собой и составляют общенаучную картину мира, которая выступает особой формой теоретического знания. Она интегрирует наиболее фундаментальные достижения естественных, гуманитарных и технических наук, например специальную и общую теории относительности, концепцию Большого взрыва и т. п. Общенаучная картина мира характеризуется большей широтой охватываемых явлений, чем любая отдельно взятая теория. Поэтому на одну и ту же картину мира может отображаться несколько теоретических схем, составляющих ядро различных теорий, в том числе и фундаментальных. Выводы фундаментальных теорий науки являются базисными элементами НКМ, отражают закономерности развития природы и выступают компонентами научно-мировоззренческого мышления. Научные теории приобретают мировоззренческий статус только через процедуру соотнесения с НКМ, при этом часто вызывая ее изменения. Так обстоя-

ЧЕРНОВА Светлана Александровна - кандидат педагогических наук, доцент по кафедре философии и социологии ВятГГУ © Чернова С. А., 2007

ло дело не только с теориями относительности, но и со всеми другими фундаментальными теориями, которые меняли НКМ и с ее помощью оказывали влияние на систему мировоззренческих установок.

НКМ связана с осознанием различных интеграционных процессов, которые становятся время от времени доминирующими. Каждый значительный этап в истории науки начинается с того, что прежняя схема действительности обнаруживает свою недостаточность и вытесняется новой. Происходит дифференциация познавательного процесса, а это стимулирует взаимное обособление научных теорий и областей науки. Накопленный материал позволяет совершить прорыв в науку и на основе открытия более фундаментального закона достичь нового теоретического синтеза. Результатом этого интеграционного процесса является новая концепция НКМ.

Обратимся к истории и попытаемся проанализировать эволюцию понятия «научная картина мира». Вклад в разработку этого понятия был внесен как учеными-естествоиспытателями, так и философами. Важным стимулом изучения этого понятия послужили революционные сдвиги в естествознании на рубеже Х1Х-ХХ вв., когда возникла проблема выбора и обоснования онтологических постулатов физики. Необходимо было выяснить, в какой степени физические понятия являются выражением сущности изучаемых объектов и процессов. Предполагалось, что опытное подтверждение позволит обнаружить признаки изучаемых объектов в природе. Но уже в первой половине XIX в. выяснилось, что флогистон и теплород, позволившие описывать и объяснять опыт, не имеют аналогов в природе. А рубеж Х1Х-ХХ вв. выявил иллюзорность эфира и неделимости атома. Революция в физической науке Х1Х-ХХ вв. обнаружила ограниченность способа мышления и продемонстрировала радикальную изменчивость научных понятий.

Обсуждение проблемы соотношения фундаментальных понятий науки с изучаемой реальностью привело к появлению новых характеристик НКМ. Так, М. Планк утверждал, что идеалом естествознания является построение объективной картины мира, и ставил вопрос: чем является то, что, мы называем физической картиной мира? Является ли картина мира только более или менее произвольным созданием нашего ума, или наоборот, мы вынуждены признать, что она отражает реальные, совершенно не зависящие от нас явления природы? С его точки зрения, для естественнонаучного исследования характерно стремление найти постоянную, не зависящую от смены времен, картину мира. И в этом смысле «уже картина мира, хотя она еще сверкает различными красками в зависимости от личности исследователя, все же содержит в себе некоторые черты, которых больше не изгладит никакая

революция ни в природе, ни в мире человеческой мысли. Этот постоянный элемент, не зависящий ни от какой человеческой и даже ни от какой вообще мыслящей индивидуальности, и составляет то, что мы называем реальностью» [2].

М. Планк подчеркивал, что изменение и развитие научной картины не уничтожает этих постоянных элементов, а сохраняет их, добавляя к ним новые элементы. Таким путем осуществляется преемственность в развитии научной картины мира и все более глубокое отражение мира в научном познании. Наличие в научной картине мира элементов, которые соответствуют объективной реальности, позволяет до определенного момента отождествлять эту картину с самим миром. Планк отмечал, что выдающиеся исследователи (Коперник, Кеплер, Ньютон, Гюйгенс, Фарадей) сделали свои открытия только благодаря тому, что «опорой всей их деятельности была незыблемая уверенность в реальности их картины мира» [3].

Смена физических картин мира показывает, что не все их элементы могут быть сопоставимы с объективной реальностью. А. Эйнштейн вводит в науку понятие «физическая реальность» для обозначения основы физического познания и рассматривает это понятие в нескольких аспектах. Во-первых, для характеристики объективного мира, существующего вне и независимо от человеческого познания. «Вера в существование внешнего мира, независимо от воспринимающего субъекта, лежит в основе всего естествознания» [4]. Но то, как мы воспринимаем изучаемый мир, какой нам видится структура этого мира, зависит от уровня развития познания и практики, от системы концептуальных средств, применяемых при описании мира. Во-вторых, термин используется для «рассмотрения теоретизированно-го мира как совокупности теоретических объектов, репрезентирующих свойства реального мира в рамках данной физической теории» [5].

«Физическая реальность» задается посредством языка науки, с помощью которого физик постигает сущность исследуемых объектов. Так, А. Эйнштейн учитывал различие в описании реальности на эмпирическом и теоретическом уровнях. Соответственно этому он отмечал различие в картине мира физика-экспериментатора и картине мира физика-теоретика. Проводя сопоставление этих картин, он отдает предпочтение последней на том основании, что «благодаря использованию математики эта картина удовлетворяет наиболее высоким требованиям в отношении строгости и точности выражения взаимозависимостей» [6], чем она и раскрывает закономерности физического мира.

Вслед за М. Планком А. Эйнштейн подчеркивал, что всякая картина мира в науке упрощает и схематизирует действительность, но благодаря этому она и выявляет существенные стороны действительности. Это позволяет до определенного

момента (пока исследователь не обнаружит новые, ранее неизвестные аспекты реальности) отождествлять картину мира с самим миром.

Великие ученые - Н. Бор, М. Борн, В. Гей-зенберг - рассматривали развитие физической картины мира как результат обнаружения в процессе познания новых свойств и аспектов природы, не учтенных в прежних картинах. Здесь ясно обнаруживалась недостаточность и схематичность старых теорий, и они перестраивались в новую научную картину.

М. Борн, обобщая опыт исторического развития физики, отмечал, что каждая физическая картина мира имеет свои границы, но пока мышление не наталкивается на преграды внешнего мира, эти границы не видны. Они обнаруживаются самим развитием физики, открытием новых фактов, выявляющих действие новых законов природы.

Наука не может ограничиваться дисциплинарными знаниями типа физической НКМ. Окружающий нас мир представляет собой бесконечное многообразие явлений, и важное место в нем принадлежит жизни. По мнению В. И. Вернадского, наряду с физическим, существует «натуралистическое» понимание о мире («картина мира натуралиста»), «более сложное и более для нас близкое и реальное, которое пока тесно связано не со всем Космосом, но с его частью - с нашей планетой, то представление, какое всякий натуралист, изучающий описательные науки, имеет об окружающей его природе. В это представление всегда входит новый элемент, отсутствующий в построениях космогонии, теоретической физики или механики, -элемент живого» [7]. Вернадский фиксировал естественнонаучную картину мира в качестве особой формы систематизации и синтеза знаний, получаемых в науках естественнонаучного цикла. В его высказываниях можно найти такую важную мысль, что есть основания вести речь и об общенаучной картине мира, которая органично соединяет представления о развитии неживой материи и представления о биологической и социальной эволюции. Аналогичные идеи высказывались и другими естествоиспытателями XX в. Так, Н. Винер писал о необходимости построения такой картины мира, которая свяжет воедино достижения физики, кибернетики, биологии и других наук [8].

Взаимодействие НКМ с научным знанием и культурой эпохи рассматривает в своих работах В. С. Степин [9]. По его мнению, НКМ является одной из основных форм отражения действительности, которая не сводится к мировоззрению, хотя и родственна ему. Мировоззрение и НКМ выступают как взаимодействующие и взаимопе-ресекающиеся системы знаний, ибо они включают определенную оценочную ориентацию. НКМ содержит социальные элементы, но в ней они выражены в меньшей степени из-за значитель-

ной научной конкретизации. Выступая в виде определенной системы идей и принципов, НКМ служит предпосылкой построения конкретных научных теорий, и тем самым выполняет свою методологическую функцию.

Согласно В. Ф. Черноволенко, НКМ - это такая форма систематизации знания, где происходит синтез результатов исследования конкретных наук со знанием общего мировоззренческого порядка, как совокупностью практического и теоретического опыта человечества. Из конкретных наук НКМ берет содержание понятий, а из мировоззрения - категориальный аппарат и принципы его организации в исторически устойчивые структуры [10]. НКМ и мировоззрение содержат научную информацию, совокупность знаний, идей, являющихся отражением объективной реальности и процесса ее познания. Но объем этих знаний в каждой из названных сфер неодинаков. В НКМ знания отражены полнее и шире, чем объем знаний, лежащих в основе общего мировоззрения, которое может не включать научные результаты. НКМ содержит концентрированные формы теоретических знаний, мировоззрение же включает не только обыденные знания, но и систему убеждений, оценок, а также область ценностных чувств. НКМ и общее мировоззрение являются формами целостной интеграции, хотя степень этого охвата в мировоззрении значительно полнее. НКМ и мировоззрение не только отражают объективную реальность, но дают также определенную ориентацию, играют методологическую роль в науке и практике. При этом следует иметь в виду, что у некоторых форм мировоззрения методологические функции могут быть представлены ярко, так, философия способна выполнять роль всеобщей методологии научного познания. И если НКМ также проявляет методологические функции, то встает вопрос о некотором ее единстве с теоретическим мировоззрением.

В физической литературе научной картиной мира чаще всего называют наблюдающиеся в истории науки попытки единообразного описания вещества, движения и т. п. Под картиной мира понимают некий продукт интеграционных процессов в развитии науки, синтез достигнутых результатов познания в некоторое более или менее целостное и устойчивое единство.

Научная картина мира интегрирует наиболее важные достижения естественных, гуманитарных и технических наук. Например, представления о кварках и синергетических процессах, о генах, экосистемах и биосфере, об обществе как целостной системе. Сначала они развиваются как фундаментальные идеи и представления соответствующих дисциплинарных онтологий, а затем включаются в научную картину мира.

Рассматривая ЕНКМ со стороны ее гносеологических характеристик, выделяют следующие черты этой формы систематизации знаний. Во-первых, стабильность и даже «консерватизм» по отношению к частным научным теориям и концепциям меньшей степени общности. Картину мира рассматривают как «устойчивость принципов», лежащих в основании научного знания и служащих своеобразным теоретическим каркасом для построения науки на определенном этапе ее развития. Эта устойчивость принципов используется в науке также и для выдвижения критерия оценки новых идей, концепций, теорий.

М. Борн говорил о существовании общих тенденций мысли, изменяющихся очень медленно и образующих определенные философские периоды с характерными для них идеями во всех областях человеческой деятельности, в том числе и в науке. «Паули употребил выражение «стили»: стили мышления - стили не только в искусстве, но и в науке. Принимая этот термин, я утверждаю, что стили бывают и у физической теории, и именно это обстоятельство придает своего рода устойчивость ее принципам. Последние являются относительно априорными по отношению к данному периоду» [11]. Аналогичное понимание картины мира встречается у Н. Бора, Луи де-Бройля [12].

Речь идет о некоторой устойчивой форме организации научного материала, которая обеспечивает функционирование и развитие науки в течение достаточно длительного периода времени, после чего сменяется новой соответствующей формой. История науки предстает как непрерывно-прерывный процесс, а переход от одной картины мира к другой выступает как качественное преобразование теоретических принципов науки, то есть как научная революция.

Революции в отдельных науках постоянно порождают изменения естественнонаучной и общенаучной картин мира, приводят к пересмотру ранее сложившихся в науке представлений о действительности. Новые картины мира сначала выдвигаются как гипотезы. Гипотетическая картина проходит этап обоснования и может длительное время сосуществовать рядом с прежней картиной. Чаще всего она утверждается в результате проверки опытом принципов и использования этих принципов для новых теорий.

Во-вторых, результаты познавательной деятельности, которые выступают как некоторый синтез научных абстракций (понятий, теорий) с чувственно воспринимаемыми образами действительности. Современная наука не может обойтись без того, чтобы не создавать некоторых наглядно представленных моделей изучаемых объектов, не проецировать теоретическое знание на непосредственно данную нам в формах чувственности предметную действительность. Как замечает И. Б. Михайло-

ва, общий результат познания на любом этапе представляет собой конкретную картину мира, то есть единство системы понятий и наглядных моделей действительности, представляемых себе человеком. Такая картина, образ реальных процессов и явлений, проецируемый на чувственно воспринимаемый в процессе практики мир, как бы сливается с ним, делая его тем самым понятым, осмысленным, познанным и поэтому доступным практическому воздействию. Только представляемая в результате познания картина действительности, образ-модель явлений, процессов позволяет овладевать ими, позволяет в практической деятельности проецировать знание на сам предмет [13].

Указанные черты научной картины мира касаются проблемы происхождения знаний, их источника, отношения к предметной действительности и к чувственному опыту. Эти черты характеризуют научную картину как специфический обобщенный образ доступной нам внешней реальности.

Логический аспект анализа НКМ можно представить как определенную систему понятий, как концептуальный аппарат, которым пользуется научное мышление на определенном этапе своего развития. Имеющаяся система теоретических знаний и практического опыта того или иного поколения людей фиксируется в понятийном аппарате, который является двигателем их мышления. При этом понятия выступают как система сконцентрированного опыта в данной области знания. Понятия связаны друг с другом, переходят друг в друга и образуют определенную систему, которая с известным приближением отражает «систему мира».

Переход от одной картины мира к другой сопровождается устранением из научного обихода одних понятий и выработкой других. Так, в механической картине мира «биологизирования» физики Аристотеля сменились понятиями материальной точки, массы, инерции, импульса, прямолинейного движения, силы, ускорения и др. Периоду «флюидного» естествознания соответствовал набор специфических понятий о «силах природы» (теплороде, магнетизме, жизненной силе). В середине Х1Х в. переход к новой монистической схеме связан с появлением представлений о различных видах энергии, способных переходить друг в друга.

Однако необходимо отметить, что при выработке новых научных понятий часто используются старые терминологические оболочки. Например, понятие энергии имелось в механике в ХУ11-ХУ111 вв., но свой общефизический смысл оно смогло приобрести лишь после открытия законов термодинамики в первой половине Х1Х в. Аналогичным образом обстоит дело и с понятием атома. Атомы Демокрита, атомы Дальтона и

атомы современной физики - это далеко не одно и то же, хотя во всех случаях разные понятия обозначались одним словом.

Формирование электромагнитной картины мира потребовало преобразования понятийного аппарата науки. Появляются понятия электромагнитного поля, массы движения и т. д. При этом новые понятия включаются в концептуальную систему, и происходит выработка новой системы, где прежние понятия науки по-новому организуются на основе специальных данных для этой картины мира принципов. В электромагнитной картине мира такими принципами становятся принцип близкодействия, принцип относительности Эйнштейна, принцип постоянства скорости света и т. д.

Квантово-релятивистская картина мира также включила в себя ряд новых понятий. К ним относятся понятия квантовых чисел, волновой функции, корпускулярно-волнового дуализма, античастиц, принцип неопределенности, принцип дополнительности и т. д. Эти элементы соответствующим образом углубляют и конкретизируют общефилософские категории, обогащая систему научного мышления.

Роль понятийного аппарата науки в построении соответствующей картины была показана на материале физики. Это можно объяснить, прежде всего тем, что физическая наука достигла такого уровня, который позволяет произвести исторический анализ научного аппарата. Кроме того, физика была и остается фундаментальной дисциплиной по отношению ко всему естествознанию.

Научная картина мира не является какой-то замкнутой, строго фиксированной системой знаний. Будучи функцией и одновременно формой развития всего познания в целом, она постоянно изменяется в соответствии с изменением содержания конкретных наук. В этом смысле она представляет собой открытую систему, ориентированную на дальнейшее развитие.

Современная наука создает адекватные средства решения глобальных проблем, в том числе предметного мира, создаваемого человеком, с учетом саморегуляции, характерной для живых систем. В 80-е гг. ХХ в. наука приблизилась к открытию законов, действие которых обеспечивают целостность развивающихся природных систем. Об этом свидетельствует создание синер-гетических теорий самоорганизации сложных систем. Синергетика появилась как научное направление, изучающее единую сущность самых разных явлений, рассматриваемых как процесс перехода от неупорядоченности к порядку. Синергетика, математически описывая необратимые качественные изменения, обеспечивающие переход от простого к сложному, становится главным теоретическим описанием развивающихся

систем. Соответственно этой значимости стержнем современной научной картины уже стала эволюционно-синергетическая парадигма, которая отличает действительно современный взгляд на мир от подходов классического и неклассического естествознания (Э. Витол, Ю. Г. Рудой, В. В. Свиридов, А. Д. Суханов).

И. С. Добронравова отмечает, что синергетика является первой общенаучной исследовательской программой, абстрактная базисная теория которой связана, прежде всего, с развитием физики, и выделяет принципы реализации этой программы и «одновременно ядро нового стиля мышления - нелинейного мышления» [14]. Главная форма нелинейности - это принцип нарушения симметрии, раскрывает переход от хаоса к порядку и рождению новых структур. Здесь предполагается и нарушение симметрии хаотических флуктуаций вакуума при зарождении Вселенной в космологии, и нарушение локальных симметрий при последовательных фазовых переходах расширяющейся Вселенной, связанных с разделением типов физических взаимодействий и рождением элементарных частиц, то есть структурированием элементной основы мира, послужившей фундаментом дальнейшего его упорядочения. Соответственно прослеживается отношение временной и пространственной симметрии при образовании диссипативных структур. На основе случайного выбора одного из решений в точке бифуркации возникает энтропийный барьер, разделяющий прошлое и настоящее, -так выражается нарушение временной симметрии. Нарушение пространственной симметрии происходит при возникновении структур типа ячеек Бенара, автоколебаний и реакции Бело-усова-Жаботинского. Такое спонтанное нарушение симметрии при образовании диссипативных структур также влечет за собой возникновение структурных различий, определяющих уровень порядка.

Есть еще один важный методологический момент в описании развития как самоорганизации. Речь идет о переоценке принципа «случайность как дополнение необходимости». Развитие самоорганизующихся систем предсказать классически невозможно, можно лишь просчитать пути возможных вариантов эволюции системы, но какой именно будет выбран путь, решает игра случайностей. История конкретного объекта понимается как цепь бифуркаций со случайным выбором, открывающим впереди разные наборы возможностей. Все это говорит о том, что случайность не дополняет необходимость, а является ее главной формой. Малые изменения пара-

метров системы способны повлиять на очень сильные изменения самой системы. На этом основано и понимание самопроизвольности появления нового, то есть естественного хода развития, и обоснование возможности человека разумно вмешиваться в ход развития.

Точка зрения видения мира в современном естествознании - это точка зрения развития. Все объекты рассматриваются в научной картине мира как становящиеся и развивающиеся. Соответственно трактуются всеобщие формы бытия этого мира и в этом мире, выступающие как онтологические соответствия важнейших категориальных соотношений, воплощенных в понятийных структурах теорий самоорганизации.

Нынешняя тенденция к осознанию единства человека и природы, природы и общества дает шанс новому пониманию ответственности человека за свои действия, поскольку и слабые флуктуации, вносимые им в природное существование, усиливаясь, могут иметь планетарные последствия. В качестве особого продукта синтеза достижений наук о природе рассматривают естественнонаучную картину мира (ЕНКМ). ЕНКМ - важный элемент естественнонаучного знания. В отличие от других его компонентов она воплощает в себе высший теоретический уровень естествознания.

Примечания

1. Мартынов, Д. Я. Вселенная. Астрономия. Философия [Текст] / Д. Я. Мартынов, В. В. Казютин-ский, Ф. А. Цицин. М.: Знание, 1988. С. 8.

2. Планк, М. Единство физической картины мира [Текст] / М. Планк. М.: Наука, 1966. С. 48.

3. Там же.

4. Эйнштейн, А. Собрание научных трудов [Текст] : в 4 т. / А. Эйнштейн. М.: Наука, 1967. С. 36.

5. Чудинов, Э. М. Эйнштейновская концепция физической реальности [Текст] / Э. М. Чудинов // Физическая картина и реальность. Воронеж, 1976. С. 33.

6. Эйнштейн, А. Указ. соч. С. 40.

7. Вернадский, В. И. Живое вещество [Текст] / В. И. Вернадский. М.: Наука, 1978. С. 134.

8. Винер, Н. Кибернетика и общество [Текст] / Н. Винер. М.: Изд-во иностр. лит., 1958. С. 23-27.

9. Мартынов, Д. Я. Указ. соч. С. 158-186.

10. Черноволенко, В. Ф. Мировоззрение и научное познание [Текст] / В. Ф. Черноволенко. Киев: Изд-во Киев. ун-та, 1970. С. 122-123.

11. Борн, М. Физика в жизни моего поколения [Текст] / М. Борн. М.: Изд-во иностр. лит., 1963. С. 227.

12. Бор, Н. Избранные научные труды [Текст] : в 2 т. / Н. Бор. М.: Наука, 1971. С. 15.

13. Михайлова, И. Б. Характер представлений в современной науке [Текст] / И. Б. Михайлова // Философские науки. 1963. № 2. С. 49.

14. Добронравова, И. С. Синергетика: становление нелинейного мышления [Текст] / И. С. Добронравова. Киев: Лыбидь, 1990. С. 43.