Классическая и современная научная картина мира: их соотношение и рамки

Говорить о классической картине мира и её формировании невозможно без упоминания имён четырёх величайших учёных, которые заговорили об этом термине и ввели его в научный, а затем и общественный обиход. Николай Коперник, Иоганн Кеплер, Галилео Галилей и Исаак Ньютон – те, благодаря кому произошло становление классической картины мира.

Николай Коперник полностью перевернул представление человека о Вселенной и её устройстве. Ему мировая общественность обязана за открытие гелиоцентрической системы. Иоганн Кеплер является основоположником законов движения небесных тел. Галилео Галилей и его достижения в физике не могут быть не отмечены отдельным пунктом. Поскольку именно он впервые заговорил об экспериментальной физике, а также сыграл немаловажную роль в формировании и развитии теоретической физики, и особенно её современной форме – математической физики. Всё это стало для Исаака Ньютона отправной точкой его исследований, которые в конечном итоге позволили ему сделать умозаключения, которые полностью закрыли вопрос о законченности классической системы механики. Более того, которые дали возможность выстроить первую в науке целостную картину мира. Она получила название "ньютоновская". Помимо этого, Ньютон является основоположником основ математического анализа, который, в свою очередь, представляет собой фундамент для всей математической науки.

Основные черты классической научной картины мира

Независимость друг от друга пространства и времени

Здесь подразумевается, что пространство можно представить в виде протяженной безмерности, где нет привилегированных направлений, а её характерные особенности не меняются ни в одной точке Вселенной. Время, в этом понимании, тоже является одинаковым для всего космического пространства. Оно не зависит ни от скорости, ни от местоположения, ни от массы или материальных тел, которые совершают какие-либо движения в пространстве.

Опираясь на данные исследования, можно сделать вывод, что Вселенная представляет собой абсолютно пустое пространство, её наполняют лишь движущиеся тела (сюда относим звёзды, планеты, кометы и т.п.), их траекторию движения описывают посредством уравнений классической или иными словами ньютоновской механики.

Все явления связаны отношениями причины и следствия

Жёсткая взаимно-однозначная связь причины и следствия отражается во всём. Ничего не может возникнуть или исчезнуть без причины и последствий.

Это положение говорит ещё и о том, что если нет возможности однозначно установить причину и следствие каких-либо событий, то только потому, что нет достаточного количества знаний относительно данного предмета, а также о его связях со всеми факторами, которые могут, так или иначе, повлиять на его движение. В этом отношении случайность вовсе не случайность, а скорее человеческая неспособность завладеть достаточной информацией о связях между явлениями. Она носит внешний характер и является субъективной.

Распространение законов ньютоновской механики

Это положение вытекает из соединения двух предыдущих. Развитие естествознание обрело новые черты и этапы, поскольку познание окружающего мира теперь базировалось в основном на знаниях и понимании явлений механического движения. Эпоха характеризовалась своеобразными чертами механицизма и, естественно, это было связано  с физикой и её достижениями. Законы ньютоновской механики рьяно распространялись, а явления окружающего мира изучались по его средствам.

Относительно первого обстоятельства следует уточнить, что согласно первому закону Ньютона, любое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения ровно до той поры, пока на него не подействует внешняя сила. Из этого следует, что для Существования Вселенной необходимы некие внешние силы. Чтобы небесные тела пришли в движение, для них нужен был толчок. Кто его совершил – Создатель. Значит он существует. Таким образом, шло признание того, кто совершил первотолчок Вселенной, которая живёт и развивается далее по инерции. Однако, если взглянуть на проблему с другой стороны, то станет понятно, что роль Творца состоит лишь в первоначальном запуске энергии, вся остальная жизнедеятельность не нуждается в нём и его роль сводится к минимуму. Такая двойственная позиция относительно устройства жизни на земле получила название деизма. Более того, именно отсюда берёт свои корни откровенный атеизм.

Второе обстоятельство напрямую связано с пониманием роли наблюдателя. Классическая наука вырисовывает идеал таким образом, что мнение наблюдателя должно быть максимально объективным и не зависящим от особенностей, присущих ему. При любых условиях эксперимент должен давать одинаковые результаты, согласно требованиям объективности наблюдения.

Основной чертой, которой характеризуется классическая научная картина мира, является количественная стадия развития науки. Сюда относится накопление и систематизация научных фактов. В то же время, данный процесс скорее линейный или разрозненный рост научного знания и его накопления. Классическая научная картина мира просуществовала до конца XIX в. дальнейшее формирование знания и основание термодинамики и теории эволюции содействовали иному пониманию мира. Представления о том, что мир состоит из ряда предметов или тел, которые движутся в определённом порядке в абсолютном пространстве и времени, уже не казалось таким однозначным. Появилось представление о том, что мир – это сложный механизм, в котором всё происходит исходя из иерархически связанных между собой событий – систем, они, в свою очередь, находятся в процессе формирования и развития.

Сокрушительный удар по основам классической картины мира нанесли открытия теории относительности в 1905 году, сделанные Альбертом Эйнштейном, а также появлением чуть позже квантовой механики, основателями которой являются Н. Бор, Э. Шредингер, В. Гейзенберг. Из этого всего следовало, что классическая картина мира прекращает своё существование, ей на смену приходит постклассическая научная картина мира.

Основные черты постклассической научной картины мира

Научная картина мира носит релятивистский характер

В ходе некоторых научных исследований выяснилось, что для всей Вселенной не существует единого времени. А даже совершенно наоборот, временные и пространственные свойства Космоса в различных участках разнятся, более того, не представляется возможным их существование независимо от движения материи.

В этой связи сменилось основное понятие материальной точки или движущегося тела на понятие события или материальной точки. Основной характеристикой, которой является импульс движения (направление и энергия) и связанное с ним пространственно-временная координата в системе отчёта, которая зафиксирована.

Причинность имеет теоретико-вероятностный характер

Развитие квантовой механики дало толчок к признанию классических детерминистских представлений о жёсткой однозначной связи причины и следствия чересчур элементарными. В ходе подобных исследований датский физик Нильс Бор понял, что отказ от классических представлений о научной картине мира необратим и первым высказал это мнение общественности. Это произошло в дискуссии между Бором и Эйнштейном, в которой они пришли к мнению, что невозможно наступление того времени, когда человек примет во внимание все многообразные факторы, которые каким-либо образом влияют на поведенческие особенности микрочастиц, в ходе этого решить проблему определения связей причины и следствия.

Стало понятно, что случайность – это основная составляющая системы явлений, которыми определяются отношения причины и следствия. Более того, случайность окончательно неустранима при их описании. Доказательность однозначной причинно-следственной связи может быть лишь единичным случаем глубоких статистических закономерностей, которые выражены посредством уравнений теории вероятности. Кроме всего прочего, группа учёных из Бельгии под руководством И. Р. Пригожина в рамках синергетической концепции выяснила, что случайности являются важнейшими составляющими элементами при формировании диссипативных структур.

Системное видение мира

Методология анализа сложных систем, которая формировалась и развивалась в начале 1960-х гг., дала возможность понять, что системные свойства объяснить нельзя, опираясь на свойства составляющих данную систему объектов, или свести данные к ним. Такие свойства зависят от способа организации данных объектов в единую структуру.

Сегодня в учёные совершают попытки объяснить, например, появление органической жизни или сознания, с точки зрения системного анализа. Более того, в области синергетики проводятся исследования, в ходе которых изучают эффекты системы в процессе взаимодействия, а также взаимное влияние динамических систем.

Разоблачение идеала беспристрастности классической науки

Этот пункт является наиболее тяжёлым с точки зрения перемен по отношению к классическому видению науки. Проблема состоит в том, что приходится отказываться от безукоризненной позиции идеи объективности в некоторых случаях, которые имеют принципиальное значение в развитии науки. Нет, полностью отказаться от классических представлений нет необходимости, скорее просто признать, что они неосуществимы в раде случаев.

Невозможно избавиться от наблюдателя, если именно он фиксирует систему координат и выделяет точки наблюдения. Необходимо понимать, что описание делает человек, который жил и трудился в определённую эпоху с её характерными культурными особенностями.

В дальнейшем такая интерпретация своё содержание и подтверждение в кантовской механике посредством уравнения Вернера Гейзенберга, который открыл соотношение неопределённостей. Смысл этого уравнения заключается в том, что дополнительные величины, которые характеризуют физическую систему (координата, импульс), связаны между собой выражением неопределённости и при этом не имеют возможности принимать какие угодно точные значения.

Принципиальное ограничение в точном измерении этих величин заключается в природе микрообъектов. Уже само по себе наблюдение влияет на среду наблюдения и оказывает возмущающее действие. В этой ситуации наблюдатель – это часть изучаемого мира, при этом избежать этого совершенно невозможно.

В силу этого можно привести следующий пример, социальные психологи в своей работе сталкиваются с такой ситуацией, когда проводимые в социальных группах определённые исследования фактически и функционально меняют характеристики данных групп. Это происходит из-за того, что люди, подверженные социальным наблюдениям совершенно иначе ведут себя, нежели в обычных жизненных ситуациях.

Карт Поппер высказывался по этому поводу так: "Поскольку научное исследование социальных проблем само оказывает влияние на социальную жизнь, социальный исследователь, который это понимает, не может сохранить незаинтересованную и объективную установку. Но в этом смысле социальная наука ничем не отличается от других наук. Физик или инженер находится в точно таком же положении. И не будучи социальным исследователем, он прекрасно понимает, какое громадное влияние может оказать на общество изобретение нового воздухоплавательного аппарата или ракеты".

Смена классического этапа развития науки на неклассический происходила в период с конца XIX до середины XX в. Этот переходный революционный период глубоко затрагивал мировоззренческие принципы науки. Этот процесс характеризуется фундаментальными открытиями в физике и математике, в первую очередь. В последней произошло открытие, которое поставило под сомнение теорию множеств, а это, в свою очередь основа всей математики. Под угрозой оказалось всё естествознание в целом. Открытие противоречивости множеств поставило под сомнение все ранее сделанные исследования, которые опирались на подобные методы.

Естественно, что учёные находились в сомнениях, и это вызывало немало дискуссий на подобные темы. Мировая научная общественность пыталась найти способы "заземлить" свои исследования на каком-то определённом научном принципе. Для выхода из сложившейся ситуации было предложено три программы:

• Программа Д. Гильберта. Немецкий учёный, представитель формализма. В своих трудах он занимался тем, что пересматривал определения и аксиомы Евклида. В конечном итоге предложил ввести формальные первичные неопределённые понятия. Имеется в виду: точка, прямая, плоскость. При этом он разделил на группы систему аксиом и при этом предложил выражать таким образом свойства указанных понятий. В группы выделил: аксиомы соединения, аксиомы порядка, аксиомы конгруэнтности, аксиому о параллельных, аксиомы непрерывности.

Система аксиом, которую придумал и ввёл в обиход Д. Гильберт 1899 г. до сих пор является основой современной геометрии. Однако исследования учёного из Германии не ограничились только этим. Он делал попытки выстроить всю математическую науку на системе аксиом, тем самым создать надёжную основу непротиворечивой математики. К сожалению, осуществить такие планы не удалось.

Благодаря австрийскому учёному Курту Гёделю, программа Гильберта рухнула как карточный домик. В своём труде "О формально неразрешимых утверждениях и родственных систем" учёный из Австрии продемонстрировал возможность существования во многих областях математики истинных положений, доказательность которых невозможна посредством системы аксиом, заданной наперёд. При этом опровергнуть такие положения также нельзя. Гёдель сделал следующие выводы:

• Теорема о неполноте, которая гласит, что если формальная теория, включающая арифметику целых чисел, непротиворечива, то она не полна.
• Утверждения о том, что непротиворечивость любой достаточно мощной математической системы, охватывающей арифметику целых чисел, не может быть установлена средствами самой этой системы.

• Концепция Бертрана Рассела носит название концепции логицизма. Она была изложена учёным в его труде "Математические принципы". Он выяснил, что в теории множеств существует парадокс: большинство множеств не содержит само себя в качестве элемента. Его исследования привели его к научной истине, что множество натуральных чисел не может быть натуральным числом, в свою очередь, множество всех людей на Земле – это не человек. Рассел высказал мнение о том, что логику и математику необходимо отделить друг от друга. Сделать это для того, чтобы логика со своими незыблемыми вечными истинами, которые не могут быть противоречивыми, дала возможность математической науке развиваться в своём направлении, опираясь на собственные законы. Таким образом, по мнению Рассела, можно избежать противоречивости теории множеств. Но и эта теория не обошлась без критики. В основном высказывались против трёх предложенных им аксиом: бесконечности, выбора и сводимости.
• Интуиционизм, направление, которое берёт своё начало в идеях сведения главных терминов теории множеств и математического анализа к интуитивно убедительным и при этом неопределяемым понятиям.

Учёный из Голландии Лёйтзен Эгберг Ян Брауэр считается основателем философии интуиционизма. По его мнению, математика не существует вне человеческого разума, исходя из этого, она же и не зависит от реального мира. Со временем к интуиционистскому направлению присоединились многие выдающиеся учёные-математики. Особое место среди сторонников интуиционизма занимал Аренд Гейтинг.

Представители интуиционизма придерживались идеи, что математическое мышление образовывает свой мир, при этом оно базируется на интуиции, но не на опыте. Также выдвигали идеи о том, что соотношение логики и математики противоположно по отношению к идеям Б. Рассела.

Кроме всего прочего, язык восприятий, с помощью которого математика приобретает свои очертания, не может служить средством выражения математических представлений в виду того, что они более глубокие, нежели язык из символов, созданный специально для математической науки. В результате всего этого, приверженцы интуиционизма разработали для математики некоторые ограничения, которые внести больше конкретики, ясности и строгости в математические понятия, при этом устранилась проблема, связанная с противоречивостью теории множеств.

Критические высказывания по отношению к движению интуиционизма заключались в основном в том, что введённые ограничения слишком жёсткие, более того, многие положения, привычные учёным-математикам, отвергаются. Вместе с тем усложнился математический анализ и система доказательств, при этом стали более громоздкими. Однако интуитивизм не был крайней точкой усложнений и углублений в попытках понять математическую науку и познать все её глубины. Интуитивизм стал лишь почвой для развития ещё более жёсткого направления – конструктивной математики, её основателем считается русский учёный-исследователь А. А. Марков.

Согласно основам нового направления существует две, непротиворечащих логики концепции. Первая концепция предполагает, что основой теории множеств является гипотенуза континуума, а вторая концепция эту теорию отрицает. Нельзя недооценивать вклад направления конструктивной математики в основы математической науки. Такой подход позволил получить множество знаний, которые и сегодня используются в математике. К сожалению, поставить точку в теории множеств до сегодняшнего дня так и не удаётся.

Из всего вышесказанного, становится понятно, что развитие науки происходит благодаря энтузиастам, которые своей целью ставят воодушевлённое познание чего-то нового. Это неравномерный процесс, потому как случаются революционно новые открытия, которые могут продвинуть исследования на много шагов вперёд, а бывают ситуации, когда очередные результаты научной деятельности приводят к сокрушительным разоблачениям устоявшихся представлений. Поговорив о кризисе в математике, можно высказать предположение, что на современном этапе развития другие науки также переживают кризисные или предкризисные состояния.

Яркое проявление этого процесса можно наблюдать в биологии. Сегодня классические эволюционистские представления противоречат знаниям, которые получены в ходе современных исследований генетики и палеонтологии. В силу этого не представляется возможным на данном этапе развития найти выход из кризисной ситуации, в которой сейчас находится биология и синтетическая теория эволюции. Все новейшие исследования не дают никаких удовлетворительных результатов. Понятно становится только то, что выход из кризиса будет ознаменован революционными открытиями, но вопрос заключается в том, от каких же фундаментальных представлений придётся отказаться и к чему это приведёт.

Некоторые учёные поговаривают и о кризисных явлениях в области социально-научного знания. Заключается оно в неспособности делать прогнозы и выделять основные тенденции и закономерности относительно социального развития. Это же стало причиной, чтобы учёный свет стал сомневаться в существовании неких объективных законов истории, более того поставило под сомнение идею научного управления общественного развития.

В кризисных ситуациях наиболее ярко выражены потребности в осмыслении логики и методологии. В моменты, когда просто необходимо набраться мужества и оттолкнуться от привычных знаний навстречу новым открытиям, которые, так или иначе, спровоцируют развитие научного знания. Всё же реальность такова, что именно изменения в мировоззрениях являются решающим фактором роста науки. Неспроста ведь самые великие мыслители, неважно в какой области они трудились, предпочитали исследовать логико-методологические и философские проблемы науки, читая лекции по философии, а также писали философские тексты и издавали их. Среди таких учёных А. Эйнштейн, В. Гейзенберг, Д. Гильберт, А. Н. Холмогоров, Н. Винер, В. В. Налимов и многие другие.

А. Н. Уайтхед, оригинальный математик, физик, философ высказывался по этому поводу в своих работах.

 Русский инженер и математик В. В. Налимов, автор множества переводов книг по семиотике, наукотерапии, философии науки и философии человека также высказывал своё экспертное мнение.

Методы современной науки: тенденция к экспансии

Заметить, насколько условна практически любая классификация научных методов достаточно просто в ситуации, когда обращаешь внимание на динамику их взаимодействий в реальной научной практике, особенно если говорить о научных дисциплинах, которые появились относительно недавно. Сюда относятся физхимия, астрофизика, геофизика, биохимия и пр. Характерной особенностью развития методов науки является общая тенденция к их экспансии за границы области первоначального применения. В таком контексте широко применяются методы спектрального анализа или методы аналитической химии. Более того, методы математического анализа и кибернетики широко используются при решении задач компьютерного моделирования. Кстати, именно это послужило толчком к возникновению и формированию тенденций математизации современной науки.

Методы кибернетика сформировались в качестве нестандартных сочетаний междисциплинарных подходов. В итоге нашли своё применение в решении определённого класса задач. Здесь примером будет анализ принципов самоорганизации и управления в живых и технических системах. В итоге эти принципы стали использоваться в более широком спектре наук, со временем приобретая очертания общенаучной методологии.

Приблизительно такая же ситуация и с методами конкретных социальных исследований. Такая методология появилась для систематического применения методов различных научных дисциплин, первоначально естественнонаучных – наблюдение, измерение и т.п., методов математического моделирования и математической статистики, социальной психологии, журналистики и др. для того, чтобы была возможность решить структурные задачи анализа социальных коллективов и выявить их социально поведенческие особенности.

Инвариантность этого явления, имеется в виду структурных закономерностей организации социальных коллективов, оказалась такова, что дала возможность применять подобные методы для анализа всех сообществ без исключения, вне зависимости от их социальной принадлежности и функций, которые они выполняют в обществе. Иными словами, максимально широко и глубоко исследовать общественные явления, превратив тем самым подобные методы в общенаучную методологию. Но стоит отметить, что методы определённых социальных научных исследований в равной степени, как и методы кибернетики, всё более становятся подобными на математические методы моделирования.