Кризис классического естествознания на рубеже ХIХ-ХХ веков
Введение
Познание единичных вещей и процессов невозможно без одновременного познания всеобщего, а последнее в свою очередь познается только через первое. Сегодня это должно быть ясно каждому образованному уму. Точно также и целое постижимо лишь в органическом единстве с его частями, а часть может быть понята лишь в рамках целого. И любой открытый нами "частный" закон - если он действительно закон, а не эмпирическое правило - есть конкретное проявление всеобщности. Нет такой науки, предметом которой было бы исключительно всеобщее без познания единичного, как невозможна и наука, ограничивающая себя лишь познанием особенного.
Всеобщая связь явлений - наиболее общая закономерность существования мира, представляющая собой результат и проявление универсального взаимодействия всех предметов и явлений и воплощающаяся в качестве научного отражения в единстве и взаимосвязи наук. Она выражает внутреннее единство всех элементов структуры и свойств любой целостной системы, а также бесконечное разнообразие отношений данной системы с другими окружающими ее системами или явлениями. Без понимания принципа всеобщей связи не может быть истинного знания. Осознание универсальной идеи единства всего живого со всем мирозданием входит в науку, хотя уже более полувека назад в своих лекциях, читанных в Сорбонне, В.И.Вернадский отмечал, что ни один живой организм в свободном состоянии на Земле не находится, но неразрывно связан с материальноэнергетической средой. "В нашем столетии биосфера получает совершенно новое понимание. Она выявляется как планетное явление космического характера".
Естественнонаучное миропонимание (ЕНМП) - система знаний о природе, образующаяся в сознании учащихся в процессе изучения естественнонаучных предметов, и мыслительная деятельность по созданию этой системы.
Понятие
"картина мира" является одним
из фундаментальных понятий
В основе построения научной картины мира лежит принцип единства природы и принцип единства знания. Общий смысл последнего заключается в том, что знание не только бесконечно многообразно, но оно вместе с тем обладает чертами общности и целостности. Если принцип единства природы выступает в качестве общей философской основы построения картины мира, то принцип единства знаний, реализованный в системности представлений о мире, является методологическим инструментом, способом выражения целостности природы.
Система
знаний в научной картине мира
не строится как система равноправных
партнеров. В результате неравномерного
развития отдельных отраслей знания
одна из них всегда выдвигается в
качестве ведущей, стимулирующей развитие
других. В классической научной картине
мира такой ведущей дисциплиной
являлась физика с ее совершенным
теоретическим аппаратом, математической
насыщенностью, четкостью принципов
и научной строгостью представлений.
Эти обстоятельства сделали ее лидером
классического естествознания, а
методология сведения придала всей
научной картине мира явственную
физическую окраску. Однако острота
этих проблем несколько сгладилась
в связи с глубоким органическим
взаимодействием методов этих наук
и пониманию соотнесённости установления
того или иного их соотношения.
1. Кризис классического естествознания на рубеже ХIХ-ХХ веков.
Вторая половина ХIХ века в развитии естествознания занимает особое место. Это - период, который представляет собой одновременно и завершение старого, классического естествознания и зарождение нового, неклассического. С одной стороны, великое научное достижение, заложенное гением Ньютона, - классическая механика - получает в это время возможность в полной мере развернуть свои потенциальные возможности. А, с другой стороны, в недрах классического естествознания уже зреют предпосылки новой научной революции; механистическая (метафизическая) методология оказывается совершенно недостаточной для объяснения сложных объектов, которые попали в поле зрения науки второй половины ХIХ века. Лидером естествознания по прежнему является физика.
1.1. Кризис в физике на рубеже веков
Вторая
половина XIX в. характеризуется быстрым
развитием всех сложившихся ранее
и возникновением новых разделов
физики. Однако особенно быстро развиваются
теория теплоты и электродинамика.
Теория теплоты развивается по двум
направлениям. Во-первых, это развитие
термодинамики, непосредственно связанной
с теплотехникой. Во-вторых, развитие
кинетической теории газов и теплоты,
приведшее к возникновению
Величайшим достижение физики второй половины ХIХ века является создание теории электромагнитного поля. К середине XIX в. в тех отраслях физики, где изучались электрические и магнитные явления, был накоплен богатый эмпирический материал, сформулирован целый ряд важных закономерностей. Так, были открыты важнейшие законы: закон Кулона, закон Ампера, закон электромагнитной индукции, законы постоянного тока и др. Сложнее обстояло дело с теоретическими представлениями. Строившиеся физиками теоретические схемы основывались на представлениях о дальнодействии и корпускулярной природе электричества. Полного теоретического единства во взглядах физиков на электрические и магнитные явления не было. Однако к середине XIX в. потребность в качественном совершенствовании теоретического базиса учений о об электрических и магнитных процессах стала совершенно очевидной. Появляются отдельные попытки создания единой теории электрических и магнитных явлений. Одна из них оказалась успешной. Это была теория Максвелла, которая произвела подлинный революционный переворот в физике.
Максвелл и поставил перед собой задачу перевести идеи и взгляды Фарадея на строгий математический язык, или, говоря другими словами, интерпретировать известные законы электрических и магнитных явлений с точки зрения взглядов Фарадея. Будучи блестящим теоретиком и виртуозно владея математическим аппаратом, Дж. К. Максвелл справился с этой сложнейшей задачей. Результатом его трудов оказалось построение теории электромагнитного поля, которая была изложена в работе “Динамическая теория электромагнитного поля”, опубликованной в 1864 г.
Эта теория существенно изменяла представления о картине электрических и магнитных явлений. Она их объединяла в единое целое. Основные положения и выводы этой теории следующие.
Электромагнитное поле - реально и существует независимо от того, имеются проводники и магнитные полюса, обнаруживающие его, или нет. Максвелл определял это поле следующим образом: “... электромагнитное поле – это та часть пространства, которая содержит в себе, и окружает тела, находящиеся в электрическом или магнитном состоянии”.
Изменение электрического поля ведет к появлению магнитного поля, и наоборот.
Векторы напряжений электрического и магнитного полей - перпендикулярны. Это и объясняло, почему электромагнитная волна исключительно поперечна.
Теория электромагнитного поля исходила из того, что передача энергии происходит с конечной скоростью. И таким образом она обосновывала принцип близкодействия.
Скорость
передачи электромагнитных колебаний
равна скорости света (с). Из этого
следовала принципиальная тождественность
электромагнитных и оптических явлений.
Оказалось, что различия между ними
только в частоте колебаний
Экспериментальное подтверждение теории Максвелла в 1887 г. в опытах Г. Герца (1857-1894) произвело большое впечатление на физиков. И с этого времени теория Максвелла получает признание подавляющего большинства ученых.
Во
второй половине ХIХ века предпринимаются
попытки придать понятию
Комплекс вопросов об абсолютном пространстве и абсолютном движении приобрел новый смысл в связи с развитием электронной теории и возникновением гипотезы об электромагнитной природе материи. Согласно электронной теории существует неподвижный всюду эфир и движущиеся в нем заряды. Неподвижный эфир заполняет все пространство и с ним можно связать систему отсчета, которая является инерциальной и, более того, выделенной из всех инерциальных систем отсчета. Движение относительно эфира можно рассматривать как абсолютное. Таким образом, на смену абсолютному пространству Ньютона пришел неподвижный эфир, который можно рассматривать как своего рода абсолютную и к тому же инерциальную систему отсчета.
Однако такая точка зрения уже с самого начала испытывала принципиальные затруднения. Об абсолютном движении тела, т. е. движении относительно эфира, можно говорить и представить, но определить это движение невозможно. Целый ряд опытов (Майкельсона и другие), поставленные с целью обнаружения такого движения, дали отрицательные результаты. Таким образом, хотя абсолютная система отсчета и была, как казалось, найдена, тем не менее, она, как и абсолютное пространство Ньютона, оказалась ненаблюдаемой. Лоренц для объяснения результатов, полученных в этих опытах, вынужден был ввести специальные гипотезы, из которых следовало, что, несмотря на существование эфира, движение относительно него определить невозможно.
В
1886 г. Л. Ланге, проводя исторический
анализ развития механики, и утверждая
бессодержательность понятия
Преобразования Галилея в течение столетий считались само собой разумеющимися и не нуждающимися ни в каком обосновании. Но время показало, что это далеко не так.
В конце XIX в. с резкой критикой ньютоновского представления об абсолютном пространстве выступил немецкий физик, позитивист Э. Мах. В основе представлений Маха как физика лежало убеждение в том, что “движение может быть равномерным относительно другого движения. Вопрос, равномерно ли движение само по себе, не имеет никакого смысла”. В связи с этим Мах рассматривал системы Птолемея и Коперника как равноправные, считая последнюю более предпочтительной из-за простоты.) Это представление он переносит не только на скорость, но и на ускорение. В ньютоновской механике ускорение (в отличие от скорости) рассматривалось как абсолютная величина. Согласно классической механике, для того чтобы судить об ускорении, достаточно самого тела, испытывающего ускорения. Иначе говоря, ускорение – величина абсолютная и может рассматриваться относительно абсолютного пространства, а не относительно других тел. (Ньютон аргументировал это положение примером с вращающимся ведром, в котором налита вода. Этот опыт показывал, что относительное движение воды по отношению к ведру не вызывает центробежных сил и можно говорить о его вращении самом по себе, безотносительно к другим телам, т.е. остается лишь отношение к абсолютному пространству.) Этот вывод и оспаривал Мах.
С точки зрения Маха всякое движение относительно пространства не имеет никакого смысла. О движении, по Маху, можно говорить только по отношению к телам. Поэтому все величины, определяющие состояние движения, являются относительными. Значит, и ускорение – также чисто относительная величина. К тому же опыт никогда не может дать сведений об абсолютном пространстве. Он обвинил Ньютона в отступлении от принципа, согласно которому в теорию должны вводиться только те величины, которые непосредственно выводятся из опыта.
Конец
XIX в. в истории физики отмечен
рядом принципиальных открытий, которые
непосредственно привели к
В 1895 г. Вильгельм Рентген (1845 – 1923) открыл необычные лучи, которые впоследствии получили название рентгеновских. Открытие этих лучей заинтересовало физиков и буквально сразу вызвало чрезвычайно широкую дискуссию о природе этих лучей. В течение короткого времени были выяснены необычные свойства этих лучей: способность проходить через светонепроницаемые тела, ионизировать газы и др. Но природа самих лучей оставалась неясной. Рентген высказал гипотезу о том, что лучи представляют собой продольные электромагнитные волны. Существовала гипотеза о корпускулярной природе этих лучей. Однако все попытки обнаружить волновые свойства лучей Рентгена, например, наблюдать их дифракцию, долгое время были безуспешными. (Только в 1925 г. немецкому физику Лауэ удалось обнаружить дифракцию рентгеновских лучей от кристаллической решетки).
Открытие
рентгеновских лучей
Важнейшим открытием в физике конца XIX в. было открытие радиоактивности, которое помимо своего общего принципиального значения сыграло важную роль в развитии представлений об электроне. Все началось в 1896 г., когда Анри Беккерель, исследуя загадочное почернение фотографической пластинки, оставшейся в ящике письменного стола рядом с кристаллами сульфата урана, случайно открыл радиоактивность. Систематическое исследование радиоактивного излучения было предпринято Эрнестом Резерфордом; он установил, что радиоактивные атомы испускают частицы двух различных типов, которые назвал альфа и бета. Тяжелые положительно заряженные альфа-частицы, как выяснилось, представляли собой быстро движущиеся ядра гелия. Бета-частицы оказались летящими с большой скоростью электронами.
Мария Склодовская-Кюри (1867 – 1934), занявшись исследованием нового явления, пришла к выводу, что в урановых рудах присутствуют вещества, обладающие также свойством излучения, названного ею радиоактивным. В результате упорного труда Марии и Пьеру Кюри (1859 – 1906), удалось выделить из урановых руд новый элемент (1898), который обладал радиоактивностью гораздо большей, чем уран. Этот элемент был назван радием.
К
великим открытиям второй половины
ХIХ века должны быть отнесено создание
периодической системы
Открытие зависимости массы электрона от скорости и объяснение этого факта наличием электромагнитной массы вызвали вопрос, обладает ли вообще электрон обычной массой, массой в смысле классической механики, массой в смысле Ньютона. Этот вопрос не мог быть решен.
Некоторым
ученым начинает казаться, что само
развитие науки приводит к отказу
от признания существования
В
таких условиях в физике складывается
атмосфера разочарования в
На рубеже ХIX – ХХ вв. многие ученые, пытаясь осмыслить состояние физики, приходили к выводу о том, что само развитие науки показывает ее неспособность дать объективное представление о природе, что истины науки носят чисто относительный характер, не содержат в себе ничего абсолютного, что ни о какой объективной реальности, существующей независимо от сознания людей, не может быть и речи.
На
самом же деле проблема состояла в
том, что концу ХIХ века методологические
установки классической, ньютоновской
физики уже исчерпали себя и необходимо
было изменять теоретико-методологический
каркас естественнонаучного познания.
Возникла необходимость расширить
и углубить понимание и самой
природы и процесса ее познания наукой.
Не существует никакой абсолютной субстанции
бытия, с познанием которой
К
концу ХIХ века механистическая,
метафизическая (т.е. предметоцентрическая)
методология себя исчерпала. Естествознание
стремилось к новой диалектической
(т.е. системоцентрической) методологии.
Поиски этой новой методологии были
не простыми, были сопряжены с борьбой
мнений, школ, взглядов, философской
и мировоззренческой полемикой.
Поэтому и возникла атмосфера
разочарования в возможностях познания
природы, поползновения в идеализм.
В конце концов, в первой четверти
ХХ века естествознание все-таки нашло
свои новые философско-методологические
ориентиры, разрешив кризис рубежа веков.
1.2.
Кризис дарвинизма в
конце ХIХ века
Эволюционная
теория возникла как сложнейший синтез
самых различных биологических
знаний, в том числе и опыта
практической селекции. И потому процесс
утверждения теории затрагивал самые
разнообразные отрасли
Особая сложность состояла в том, что против теории естественного отбора ополчились не только сторонники креационистских воззрений, но также естествоиспытатели, выдвигавшие и обосновывавшие другие эволюционные концепции, построенные на иных принципах, чем дарвиновская теория.
Все это привело к тому, что картина развития биологии во второй половине XIX в. была очень пестрой, мозаичной, заполненной противоречиями, драматическими событиями, страстной борьбой мнений, школ, направлений, взаимным непониманием позиций, а часто и нежеланием понять точку зрения другой стороны, обилием поспешных, непродуманных и необоснованных выводов, опрометчивых прогнозов и замалчивания выдающихся достижений.
Особенно
трудно и противоречиво протекало
утверждение принципов
возникновение и бурное развитие так называемого филогенетического направления, вождем и вдохновителем которого был Э. Геккель;
формирование эволюционной биологии - проникновение эволюционных представлений во все отрасли биологической науки;
создание экспериментально-эволюционной биологии;
синтез принципов генетики и дарвинизма и создание основ синтетической теории эволюции.
Прежде всего, объяснение эмпирических аномалий и вплетение их в систему дарвинова учения наиболее ярко воплотилось в бурном развитии в 60 – 70-х годах XIX в. филогенетического направления.
В
рамках филогенетического направления
были вскрыты и исследованы имеющие
общебиологическую значимость закономерности.
К ним можно отнести: биогенетический
закон (Ф. Мюллер, А. O. Ковалевский, Э. Геккель),
закон необратимости эволюции (Л.
Долло), закон более ранней закладки
в онтогенезе прогрессивных органов
(Э. Менерт), закон анадаптивных и
инадаптивных путей эволюции (В. 0. Ковалевский),
принцип неспециализированности предковых
форм (Э. Коп), принцип субституции
органов (H. Клейненберг), закон эволюции
органов путем смены функций (Л.
Дорн) и др. Не случайно, что не все
из этих закономерностей
Обобщение принципов эволюционной теории, выявление пределов, при которых они не теряют своего значения, проявилось в интенсивном формировании комплекса т.н. эволюционной биологии (т.е. эволюционных направлений в системе биологического знания - систематики, палеонтологии, морфологии, эмбриологии, биогеографии и др.), имевшем место в 60-70-е годы ХIХ в.
Возникновение в конце прошлого века экспериментально-эволюционной биологии было вызвано во многом необходимостью эмпирического обоснования и теоретического утверждения принципов дарвиновой теории, экспериментальной проверки и углубления понимания факторов и законов эволюции. Особенно это касалось принципа естественного отбора. Яркие результаты в экспериментальном исследовании естественного отбора были получены Г. Бэмпесом (1897), В. Уэлдоном (1898), Е. Паультоном и С. Сандерсом (1899) и др.
А
к рубежу XIX – ХХ вв. биология, как
и физика, подошла в состоянии
глубокого кризиса своих
1.3.
Становление учения
о наследственности (генетики)
Истоки
знания о наследственности весьма древние.
Наследственность как одна из существенных
характеристик живого известна очень
давно, представления о ней
В середине и второй половине XVIII в. учение о наследственности обогащается новыми данными – установлением пола у растений, искусственной гибридизацией и опылением растений, а также отработкой методики гибридизации. Одним из основоположников этого движения является Й. Г. Кельрейтер (1733 – 1806), тщательно изучавший процессы оплодотворения и гибридизации. Опыты по искусственной гибридизации растений позволили опровергнуть концепцию преформизма. В этом отношении ботаника оказалась впереди зоологии. Кельрейтер открыл явление гетерозиса – более мощное развитие гибридов первого поколения, которое он, разумеется, объяснить правильно не мог.
Во
второй половине XVIII – начале XIX в. наследственность
рассматривалась как свойство, зависящее
от количественного соотношения
отцовских и материнских
Лишь
в первой половине XIX в. стали складываться
непосредственные предпосылки учения
о наследственности и изменчивости
– генетики. Качественным рубежом
здесь, по-видимому, оказались два
события. Первое – создание клеточной
теории. Второе событие – выделение
объекта генетики, т. е. явлений наследственности
как специфической черты
Создание
клеточной теории было важнейшим
шагом на пути разработки научных
воззрений на наследственность и
изменчивость. Познание природы наследственности
предполагало выяснение вопроса
о том, что является универсальной
единицей структурной организации
растительного и животного
Создание клеточной теории позволяло “выйти” на объект генетики.
Особое место в истории учения о наследственности занимает творчество О. Сажре (1763 – 1851). Заслуга О. Сажре в том, что он первый в истории учения о наследственности начал исследовать не все, а лишь отдельные признаки скрещивающихся при гибридизации растений. На этой основе (изучая гибридизацию тыквенных) он приходит к выводу, что старая точка зрения, будто признаки гибрида всегда есть нечто среднее между признаками родителей, неверна. Признаки в гибриде не сливаются, а перераспределяются. Сажре впервые понял корпускулярный, дискретный характер наследственности и выделил наследственность как специфический объект познания, отличный от процесса индивидуального развития организма, разграничил предмет генетики как учения о наследственности от предмета эмбриологии и онтогенетики как учения об индивидуальном развитии организма. С работ О. Сажре собственно и начинается научная генетика.
Важнейшим
открытием в генетике XIX в. было формулирование
Г. Менделем его знаменитых законов.
Развивая методологическую установку,
содержавшуюся в работах О. Сажре,
Мендель рассматривал не наследуемость
всех признаков организма сразу,
а выделял наследуемость

- Кризис крепостнических отношений в России впервой половине XIX в
- Кризис ликвидности. Финансовая оценка вероятности банкротства
- Кризис методологических основ психологии
- Кризис мировой задолженности и пути его преодоления
- Кризис на предприятии
- Кризисная служба для детей и подростков
- Кризис новорожденности
- Кризис европейской культуры
- Кризис и крах семьи
- Кризис и распад СССР (1985 – 1991 гг.)
- Кризис и упразднение СССР (1983-1991 гг.)
- Кризис как объект антикризисного управления
- Кризис как фаза цикличной динамики
- Кризис как экономическая категория: сущность, причины и последствия