Современная естественнонаучная картина мира

Введение

Самое удивительное свойство нашего мира - это  то, что он познаваем.

А. Эйнштейн

  Понятие картина мира возникло в рамках естествознания, и поэтому называется естественнонаучным. Оно является результатом синтеза фундаментальных открытий и результатов исследования всех естественных наук в целом. Картина мира оказывает воздействие на другие науки, в том числе и на социально-гуманитарные. Например, это воздействие выражается в распространении концепций, стандартов и критериев естествознания на другие науки. Хотя естественнонаучная картина мира формируется из достижений и результатов познания наук о природе - естествознания, но картина мира в целом дополняется важнейшими концепциями и принципами общественных наук.

  Объектами естествознания являются: природа в  целом, а так же биологические (естественные) начала человека и общества. Данные объекты исследуются различными специализированными областями  естествознания (биология, физика, химия, космология и т.д.). Важным является вопрос о том, в каком же виде зафиксировано  общее знание о природе как  едином образовании? Как взаимосвязаны  между собой различные специальные  направления естественнонаучного  исследования? Со времен Ньютона и  Галилея естествознание выработало особое, теоретическое звено, объединяющее теоретические наработки частных  наук, в нем коренятся глубинные  связи различных областей естествознания. Общее знание о природе фиксируется  в виде естественнонаучной картины  мира (ЕНКМ), часто для удобства называемой «научной картиной мира» (НКМ). 

  Научная картина мира – это особый слой теоретического знания и научного понимания  внешнего мира, это не случайный, а  систематизированный набор основных научных идей. Объединяющей основой  НКМ являются представления о  фундаментальных характеристиках  природы, таких как материя, движение, пространство, время, причинность, детерминизм  и др 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Естественнонаучная  картина мира в исторической динамике культуры

 

Научные картины мира и научные революции  в истории естествознания 

Объектами естествознания являются: природа в  целом, а так же биологические (естественные) начала человека и общества. Данные объекты исследуются различными специализированными областями  естествознания (биология, физика, химия, космология и т.д.). Важным является вопрос о том, в каком же виде зафиксировано  общее знание о природе как  едином образовании? Как взаимосвязаны  между собой различные специальные  направления естественнонаучного  исследования? Со времен Ньютона и  Галилея естествознание выработало особое, теоретическое звено, объединяющее теоретические наработки частных  наук, в нем коренятся глубинные  связи различных областей естествознания. Общее знание о природе фиксируется  в виде естественнонаучной картины  мира (ЕНКМ), часто для удобства называемой «научной картиной мира» (НКМ).

Научная картина мира – это особый слой теоретического знания и научного понимания  внешнего мира, это не случайный, а  систематизированный набор основных научных идей. Объединяющей основой  НКМ являются представления о  фундаментальных характеристиках  природы, таких как материя, движение, пространство, время, причинность, детерминизм  и др. В НКМ включаются и основные законы естествознания, например, закон  сохранения энергии. Сюда могут быть включены основные понятия отдельных  наук, такие как «поле», «вещество», «элементарные частицы» и др. В  НКМ осуществляется синтез разных естественнонаучных дисциплин и философии. Но простое  перечисление составляющих компонентов  не устанавливает главного стержня, которым определяется НКМ и ее суть. Роль такого стержня выполняют  базисные категории для НКМ: материя, движение, пространство, время, развитие и т.д. Перечисленные базисные понятия  – философские категории. Они  рассматриваются философами на протяжении многих столетий, их даже относят к числу «вечных проблем». Но эти понятия включены в НКМ не в их философском истолковании, а в естественнонаучном аспекте и наполнены новым естественнонаучным содержанием. Поэтому НКМ не простая сумма научных и философских понятий, а их синтез в виде научного мировоззрения. В самом общем смысле, понятие научной картины мира совпадает с понятием научного мировоззрения. НКМ представляет собой систему общих представлений о мире, вырабатываемых наукой определенной исторической эпохи.

Возникновение научной картины мира стало необходимым  на определенном уровне развития научного познания, в условиях углубляющегося разделения труда в сфере производства научных знаний, распадения реального  единства знаний на автономные специализированные научные дисциплины. Когда вследствие этого исчезла действительная целостность  взгляда на мир, возникла потребность  логического конструирования этой целостности, появилась особая категориальная фиксация единой картины мира, в  которой путем синтеза главных  онтологических допущений из фундаментальных  научных теорий строилось и задавалось обобщенное видение исследуемой  реальности, соответствующее конкретно-историческому  этапу развития науки.

Кроме того, усиление научной специализации  сопровождалось все большей формализацией  и математизацией естественнонаучных теорий, язык которых стал понятен  только узкому кругу профессионалов. Вследствие чего специализированные научные  теории, описывающие природные процессы в искусственной знаковой форме, утрачивают функцию изображения  объективной реальности, и вместе с тем теряют свой мировоззренческий  статус. В этих условиях наука выработала НКМ как особую форму саморефлексии  для того, чтобы дать обществу широко понятное представление о мире путем  перевода социально значимого содержания фундаментальных научных теорий на общедоступный язык, освобожденный  от профессиональной условности. Таким  образом, НКМ стала формой «обмирщения знаний», выработанных наукой. Она выступает как «свод истин» определенной эпохи, как популяризация научных знаний, ориентированная на «здравый смысл» и «образы повседневного опыта» и потому предназначена для ученых и практиков самых различных областей общественной деятельности. Вот почему знакомство с основными концепциями современного естествознания будет связано в нашем курсе с современной естественнонаучной картиной мира.

Естественнонаучная  картина мира (ЕНКМ) складывается из существующих научных представлений  эпохи о строении и развитии природы. Кроме того, отдельные естественные науки создают собственные картины  исследуемой ими реальности. Их называют частнонаучными (ЧНКМ)- или локальными картинами мира. Здесь термин «мир»  обозначает уже не природный мир  в целом, а тот его аспект (фрагмент), который изучается данной конкретной наукой с помощью ее понятий, принципов  и методов. В этом смысле говорят  о физической картине мира, или  о картине химической реальности и т.п.

История научного познания сопровождалась периодической  сменой картин мира. А это означало смену так называемых научных  парадигм. Понятие «парадигма» (с  греческого – пример, образец)повторно введенное американским историком науки Т. Куном, обозначает определенную совокупность общепринятых в научном сообществе на конкретном историческом этапе идеалов и норм научного исследования, которые в течение определенного времени задают модель, образец постановки и решения научных проблем. Смена парадигм – революционный сдвиг в науке, выход ее на новые рубежи.

Со сменой научных парадигм и картин мира изменяются и понятия в естествознании. В  разные исторические периоды базовые  понятия ЕНКМ толкуются по-разному, наполнены различным содержанием. Иначе говоря, с развитием естествознания по необходимости должно изменяться и научное содержание ЕНКМ. ЕНКМ развивается вместе с развитием  науки, эволюционирует, можно проследить ее историческую динамику. В различные  исторические периоды времени функционируют различные научные картины мира.

В Новое  время (17–18 в.в.) первой сформировалась механистическая научная картина  мира (МКМ). Она закладывалась трудами  Г. Галилея, Р. Декарта, Дж. Бруно, Т. Браге, И. Ньютона. В рамках своей предметной области она сохраняет свое значение и по сей день. Во второй половине 19 в. начинается закладка и формирование современной научной картины  мира (СКМ) на основе новых усложненных  знаний о мире и его законах (квантово-волновые представления, принцип относительности, явления радиоактивности и т.д.). СКМ также не является абсолютной и открыта для новых знаний и обобщений.

Как и  каким образом происходит смена  научных картин мира? На этот вопрос можно ответить, если вспомнить определение  НКМ и то, что она содержит базовые  теоретические понятия: материя, движение, время и др. 

Для того, чтобы существенно изменить основополагающие представления о мире, необходимо дать новое толкование базовым понятиям, внести существенное изменение в  их осмысление. Только те естественнонаучные теории и идеи (независимо от их количества и качества), которые вносят существенные изменения в прежнее толкование ключевых понятий, вносят изменения  в НКМ. Если научные достижения ведут  к изменению не одного, а большинства  базисных понятий, то происходит изменение  всей старой НКМ на новую. Подобная коренная смена, ломка устаревших основополагающих представлений о мире и установление новых, носит название научной революции. Смена научных картин мира происходит через ряд последовательных научных  революций. К примеру, научная революция  к.16-н.17в.в. привела к господству механистической (ньютоновской) картины мира. Позднее, научная революция к.19-н.20 в.в. изменила механистические взгляды на мир  и утвердила неклассическую научную картину мира. Период постепенного приращения, накопления знаний носит название научной эволюции. Динамика научного знания характеризуется последовательно сменяющимися стадиями эволюционного и революционного развития. Одним из важнейших результатов научной революции является утверждение нового стиля мышления в науке. Напомним, что стиль научного мышления – принятый в научной среде способ постановки научных проблем, аргументации, изложения научных результатов, проведения научных дискуссий и т.д. Он регулирует вхождение новых идей в арсенал всеобщего знания, формирует соответствующий тип исследователя. Новейшая революция в науке привела к замене созерцательного стиля мышления деятельностным. 

1. Частные и  общие научные картины мира

 

Различают частные и общие научные картины  мира. Частная картина функционирует  в  конкретных областях знания. В  развитии физики, например, выделяют смену  трех физических картин — механическую,  электромагнитную и квантово-релятивистскую, находящуюся в становлении.  Общая  картина мира возникает в  результате синтеза философии и обобщений  различных наук.  Долгое время  роль такой общей  картины мира выполняла натурфилософия. Ядром  научной картины мира являются элементы философско-мировоззренческого характера. Научная картина мира является опосредствующим  звеном между наукой, теорией, философией и культурой. Наука имеет дело с  абстрактными теоретическими  конструктами. Однако она не может  обойтись без некоторых наглядно  представляемых моделей изучаемых  объектов. Научная картина мира придает  наглядность ненаглядным теоретическим  конструктам,  объективирует их. На основе одной  конкретно-научной  картины мира могут создаваться  и существовать  несколько общих  теорий. Трудно  полностью абстрагировать научную картину мира от общей  теории,  поскольку язык научной  картины  входит в нее. Язык картины  мира более приближен к языку  обыденной речи, он более обобщен  и образен, менее точен и конкретен, менее  формализован. Методологические функции картины мира многообразны.  Научная картина, обладая эвристическим потенциалом, участвует в  выдвижении и элиминации гипотез,  ориентирует на способы решения научных проблем, очерчивая область  возможных средств. Особенно ее  эвристическая роль значима в период  становления фундаментальных теорий. Когда отсутствует надлежащее  теоретическое объяснение, она может сама обладать такой силой. Научная картина мира связывает  теоретический уровень с эмпирическим, способствуя выработке  экспериментальных схем и  интерпретации полученных результатов.  Научная картина цементирует  научное сообщество, обеспечивая единое пространство понимания изучаемых процессов,  способствует переводимости языка  теорий, сосуществующих или  сменяющих друг друга в ее границах. В XVII—XIX вв. господствовала так называемая механическая картина мира. На ее основе  пытались строить не только  естественно-научные теории, но и  гуманитарные дисциплины —  психологию, социологию, историю и пр. В конце XIX—начале XX вв. ряд философов выступил с  требованием вывести «науки о духе» (Дильтей), «науки о культуре» (Риккерт) из-под сферы влияния методологии, разрабатывавшейся для естественных наук.  Категория «научная картина мира»  может быть соотнесена с другими категориями философии науки — «парадигмой» (Кун),  «исследовательской программой» (Лакатос, Фейерабенд), стилем научного мышления. Научная картина  мира является одним из базовых компонентов этих  логико-методологических образований. 
 
 
 
 
 
 
 

2. Общие контуры  современной естественнонаучной картины  мира

 

Мир, в  котором мы живем, состоит из разномасштабных  открытых систем, развитие которых  подчиняется общим закономерностям. При этом он имеет свою долгую историю, в общих чертах известную современной  науке.

Приведем  хронологию наиболее важных событий.

- 20 млрд. лет назад — Большой взрыв. 

- 3 минуты  спустя — образование вещественной  основы Вселенной (фотоны, нейтрино  и антинейтрино с примесью  ядер водорода, гелия и электронов).

- Через  несколько сотен тысяч лет  — появление атомов (легких элементов).

- 19—17 млрд. лет назад образование разномасштабных  структур (галактик).

- 15 млрд. лет назад — появление звезд  первого поколения, образование  атомов тяжелых элементов. 

- 5 млрд. лет назад — рождение Солнца.

- 4,6 млрд. лет назад — образование Земли. 

- 3,8 млрд. лет назад — зарождение жизни. 

- 450 млн.  лет назад — появление растений.

- 150 млн.  лет назад — появление млекопитающих. 

- 2 млн.  лет назад — начало антропогенеза. 

Подчеркнем, что современной науке известны не только «даты», но во многом и сами механизмы эволюции Вселенной от Большого взрыва до наших дней.

Это —  фантастический результат.

Причем  наиболее крупные открытия тайн истории  Вселенной осуществлены во второй половине нашего века:

- предложена  и обоснована концепция Большого  взрыва,

- построена  кварковая модель атома, 

- установлены  типы фундаментальных взаимодействий,

- построены  первые теории их объединения  и т. д. 

Мы обращаем внимание в первую очередь на успехи физики и космологии потому, что  именно эти фундаментальные науки  формируют общие контуры научной  картины мира.

Картина мира, рисуемая современным естествознанием, необыкновенно сложна и проста одновременно.

Сложна, потому, что способна поставить в  тупик человека, привыкшего к согласующимся  со здравым смыслом классическим научным представлениям. Идеи начала времени: