Научные революции

Раздел 1 Философские аспекты научных революций

В динамике научного знания особое значение имеют этапы развития, связанные с перестройкой исследовательских стратегий, задаваемых основаниями науки. В.С. Стёпин отмечает, что «основания науки обеспечивают рост знания до тех пор, пока общие черты системной организации изучаемых объектов учтены в картине мира, а методы освоения этих объектов соответствуют сложившимся идеалам и нормам исследования».

По мере своего развития наука может столкнуться с принципиально новыми типами объектов. Их исследование требует иного видения реальности по сравнению с тем, которое предполагает сложившаяся картина мира. «Новые объекты могут потребовать и изменения схемы метода познавательной деятельности, представленной системой идеалов и норм исследования. В этой ситуации рост научного знания предполагает перестройку оснований науки. Последняя может осуществляться в двух разновидностях:

а) как революция, связанная с трансформацией специальной картины мира без существенных изменений идеалов и норм исследования;

б) как революция, в период которой вместе с картиной мира радикально меняются идеалы и нормы науки и ее философские основания». Парадоксы и проблемные ситуации являются предпосылками научной революции и сигналом того, что наука втянула в сферу своего исследования новый тип процессов, существенные характеристики которых не были отражены в картине мира.

По мнению В.С. Стёпина «новая картина мира не может быть получена из нового эмпирического материала чисто индуктивным путем. Сам этот материал организуется и объясняется в соответствии с некоторыми способами его видения, а этот способ задает картина мира. Поэтому эмпирический материал может лишь обнаружить несоответствие старого видения новой реальности, но сам по себе он еще не указывает, как нужно изменить это видение. Формирование новой картины мира требует особых идей, которые позволяют перегруппировать элементы старых представлений о реальности, отсеять часть из них, включить новые элементы с тем, чтобы разрешить имеющиеся парадоксы, обобщить и объяснить накопленные факты. Такие идеи формируются в сфере философско-методологического анализа познавательных ситуаций науки и играют роль весьма общей эвристики, обеспечивающей интенсивное развитие исследований».

Выработка методологических принципов, выражающих новые нормы научного познания, представляет собой не одноразовый акт, а довольно сложный процесс, в ходе которого развивается и конкретизируется исходное содержание методологических принципов. Первоначально они могут не выступать в качестве альтернативы традиционному способу исследования. Только по мере развития система этих принципов всё отчетливее предстаёт как оппозиция старому стилю мышления.

В.С. Стёпин считает, что «необходимость критического отношения к принятым в классическом естествознании (XVII-XIX века – А.В.) идеалам и нормам раньше всего была уловлена и начала осмысливаться в философии». Выход в сферу философских средств и применение их в проблемных ситуациях естествознания позволили видоизменить идеалы объяснения и обоснования знаний, утвердить новый метод построения картины мира и связанных с нею фундаментальных научных теорий.

Утверждение в физике новой картины исследуемой реальности (конец XIX-начало XX века) сопровождалось дискуссиями философско-методологического характера. В ходе их осмысливались и обосновывались новые представления о пространстве и времени, новые методы формирования теории. В процессе этого анализа уточнялись и развивались философские предпосылки, которые обеспечивали перестройку классических идеалов и норм исследования существующей тогда электродинамической картины мира. В ходе этого они (философские предпосылки) превращались в философские основания релятивистской физики и во многом способствовали её интеграции в ткань современной культуры.

Таким образом, перестройка оснований науки представляет собой процесс, который начинается задолго до непосредственного преобразования норм исследования и научной картины мира. Это положение В.С. Стёпин формулирует на основании обстоятельного анализа появления теории относительности.

В.С. Стёпин указывает также на несколько иной вариант возникновения научных революций. По его мнению, «научные революции возможны не только как результат внутридисциплинарного развития, когда в сферу исследования включаются новые типы объектов, освоение которых требует изменения оснований научной дисциплины. Они возможны также благодаря междисциплинарным взаимодействиям, основанным на «парадигмальных прививках», т.е. на переносе представлений специальной научной картины мира, идеалов и норм исследования из одной научной дисциплины в другую». Новая картина исследуемой реальности и новые нормы познавательной деятельности, утверждаясь в конкретной науке, могут оказать революционизирующее воздействие на другие науки.

Такой путь научных революций, как отмечает В.С. Стёпин, не описан с достаточной глубиной ни Т. Куном, ни другими западными исследователями философии науки. Между тем он является ключевым для понимания процессов возникновения и развития многих научных дисциплин.

В этом отношении характерным примером является перенос из физики в химию фундаментального принципа, согласно которому процессы преобразования молекул, изучаемые в химии, могут быть представлены как взаимодействия ядер и электронов, в результате чего химические системы можно описать как квантовые системы, характеризующиеся определенной ψ-функцией. Эта идея легла в основу нового направления – квантовой химии. Возникновение её знаменовало революцию в современной химической науке и появление в ней принципиально новых стратегий исследования.

Итак, «общая научная картина мира может быть рассмотрена как такая форма знания, которая регулирует постановку фундаментальных научных проблем и целенаправляет трансляцию представлений и принципов из одной науки в другую. Иначе говоря, она функционирует как глобальная исследовательская программа науки, на основе которой формируются ее более конкретные, дисциплинарные исследовательские программы».

«Перестройка оснований исследования означает изменение самой стратегии научного поиска. Однако всякая новая стратегия утверждается не сразу, а в длительной борьбе с прежними установками и традиционными видениями реальности». В.С. Стёпин справедливо отмечает, что «процесс утверждения в науке её новых оснований определен не только предсказанием новых фактов и генерацией конкретных теоретических моделей, но и причинами социокультурного характера. Новые познавательные установки и генерированные ими знания должны быть вписаны в культуру соответствующей исторической эпохи и согласованы с лежащими в её фундаменте ценностями и мировоззренческими структурами» .

«Развитие науки (как, впрочем, и любой другой процесс развития) осуществляется как превращение возможности в действительность. Отнюдь не все возможности реализуются. При прогнозировании таких процессов строят дерево возможностей, учитывают различные варианты и направления развития. Представления о жестко детерминированном развитии науки возникают только при ретроспективном рассмотрении, когда мы анализируем историю, уже зная конечный результат, и восстанавливаем логику движения идей, приводящих к этому результату. Но были возможны и такие направления, которые могли бы реализоваться при других поворотах исторического развития цивилизации, но они оказались «закрытыми» в уже осуществившейся реальной истории науки. В эпоху научных революций, когда осуществляется перестройка оснований науки. Культура как бы отбирает из нескольких потенциально возможных линий будущей истории науки те, которые наилучшим образом соответствуют фундаментальным ценностям и мировоззренческим структурам, доминирующим в данной культуре».

Культура, разумеется, не безлика, не является каким-то самостоятельно действующим многоглавым чудовищем. Она делается терпеливым или вдохновенным трудом, усилиями, энергией и прозрениями миллионов творческих людей, а тиражируется, поддерживается и передается следующим поколениям ещё более неисчислимой армией учителей и профессоров, книгоиздателей и музыкантов, архитекторов и сказителей и т.д. Если на «мегауровне» можно искать аналогии между указанными процессами и процессами естественного и искусственного отбора, которые происходят в биосфере (и такие аналогии, объясняемые системной близостью сравниваемых макрособытий могут быть философски и когнитивно плодотворны), то первичную суть многих происходящих в науке событий следует искать не на этом уровне и уровне загадочного «менталитета». Она неотрывна от осознаваемых и бессознательных психических процессов в головах ученых, поэтов, философов, изобретателей и других категорий активных людей, которых стоит свести в одну - категорию творческих личностей. Ускорение общего хода научно-технического развития в целом и динамика исследований по каким-либо конкретным проблемам зависят в основном от порожденных эпохой и наукой в целом проблем, потребностей и новых возможностей. А возможности, направление и интенсивность прорывов в некоторых научных направлениях во многом зависят от количественного соотношения творческих личностей, от их психологической индивидуальности, от сформированных их генами, воспитанием и социальными условиями качеств, таких как, например, независимость мышления, готовность к восприятию новых взглядов и категорий и к сомнению в прежних, даже в своих собственных. Так юноша, – пишет видный американский психолог Джером Брунер, – «выросший в трущобах и достигший вершин науки, без труда меняет категории, в которых он кодирует физический мир. Однако ему гораздо труднее изменить систему категорий, с помощью которых он кодирует явления окружающего его социального мира».

Раздел 2 Глобальные научные революции: от классической к постнеклассической науке

В истории естествознания можно обнаружить четыре периода, когда преобразовывались все компоненты оснований естествознания. Первым периодом была революция XVII века, ознаменовавшая собой становление классического естествознания.

«Через все классическое естествознание начиная с XVII века проходит идея, согласно которой объективность и предметность научного знания достигается только тогда, когда из описания и объяснения исключается всё, что относится к субъекту и процедурам его познавательной деятельности. Эти процедуры принимались как раз навсегда данные и неизменные. Идеалом было построение абсолютно истиной картины природы. Главное внимание уделялось поиску очевидных, наглядных, «вытекающих из опыта» онтологических принципов, на базе которых можно строить теории, объясняющие и предсказывающие опытные факты. В XVII-XVIII столетиях эти идеалы и нормативы исследования сочетались с установками механического понимания природы. Объяснение истолковывалось как поиск механических причин и субстанций - носителей сил, которые детерминируют наблюдаемые явления. В понимание обоснования включалась идея редукции знания о природе к фундаментальным принципам и представлениям механики. Соответствующие смыслы как раз и выделялись в категориях «вещь», «процесс», «часть», «целое», «причинность», «пространство» и «время» и т.д., которые образовали онтологическую составляющую философских оснований естествознания XVII-XVIII веков. Эта категориальная матрица обеспечивала успех механики и предопределяла редукцию к ее представлениям всех других областей естественнонаучного исследования».

Мы видим реальность через систему понятий и поэтому часто отождествляем понятия с реальностью, абсолютизируем их. Между тем опыт развития науки свидетельствует, что даже наиболее фундаментальные понятия и представления науки никогда не могут быть окончательными.

Ускорившееся развитие науки (после первой промышленной революции) заставило по-новому оценить идеалы и нормы классического естествознания. Четко обозначилась роль гипотезы в теоретическом исследовании, все чаще возникали ситуации, когда различные теоретические объяснения соотносились с одной и той же областью опытных фактов, выявилась недостаточность критериев опытной подтверждаемости и самоочевидности для обоснования постулатов создаваемых теорий».

«Радикальные перемены в этой целостной и относительно устойчивой системе оснований естествознания произошли в конце XVIII - первой половине XIX века. Их можно расценить как вторую глобальную научную революцию, определившую переход к новому состоянию естествознания - дисциплинарно организованной науке. В это время механическая картина мира утрачивает статус общенаучной. В биологии, химии и других областях знания формируются специфические картины реальности, нередуцируемые к механической. Одновременно происходит дифференциация дисциплинарных идеалов и норм исследования. Например, в биологии и геологии возникают идеалы эволюционного объяснения, в то время как физика продолжает строить свои знания, абстрагируясь от идеи развития. Но и в ней, с разработкой теории поля, начинают постепенно размываться ранее доминировавшие нормы механического объяснения. Все эти изменения затрагивали главным образом слой организации идеалов и норм исследования, выражающий специфику изучаемых объектов. Что же касается общих познавательных установок классической науки, то они еще сохраняются в данный исторический период».

Третья глобальная научная революция была связана с преобразованием этого стиля и становлением нового, неклассического естествознания. Она охватывает период с конца XIX до середины XX столетия. В эту эпоху происходят революционные перемены в различных областях знания: в физике (открытие делимости атома, становление релятивистской и квантовой теории), в космологии (концепция нестационарной Вселенной), в химии (квантовая химия), в биологии (становление генетики). Возникают кибернетика и теория систем, сыгравшие важнейшую роль в развитии современной научной картины мира.

В процессе всех этих революционных преобразований формировались идеалы и нормы новой, неклассической науки. «Они характеризовались отказом от прямолинейного онтологизма и пониманием относительной истинности теорий и картины природы, выработанной на том или ином этапе развития естествознания. В противовес идеалу единственно истинной теории, «фотографирующей» исследуемые объекты, допускается истинность нескольких отличающихся друг от друга конкретных теоретических описаний одной и той же реальности, поскольку в каждом из них может содержаться момент объективно-истинного знания. Осмысливаются корреляции между онтологическими постулатами науки и характеристиками метода, посредством которого осваивается объект. В связи с этим принимаются такие типы объяснения и описания, которые в явном виде содержат ссылки на средства и операции познавательной деятельности».

«Новая система познавательных идеалов и норм обеспечивала значительное расширение поля исследуемых объектов, открывая пути к освоению сложных саморегулирующихся систем. Создавались предпосылки для построения целостной картины природы, в которой прослеживалась иерархическая организованность Вселенной как сложного динамического единства. Картины реальности, вырабатываемые в отдельных науках, на этом этапе еще сохраняли свою самостоятельность, но каждая из них участвовала в формировании представлений, которые затем включались в общенаучную картину мира. Последняя, в свою очередь, рассматривалась не как точный и окончательный портрет природы, а как постоянно уточняемая и развивающаяся система относительно истинного знания о мире».

В категории части и целого, причинности, случайности и необходимости, вещи, процесса, состояния и др. включались новые смыслы. «Эта «категориальная сетка» вводила новый образ объекта, который представал как сложная система».

В современную эпоху, в последнюю треть нашего столетия мы являемся свидетелями новых радикальных изменений в основаниях науки. Эти изменения можно охарактеризовать как четвертую глобальную научную революцию, в ходе которой рождается новая постнеклассическая наука.

«Наряду с дисциплинарными исследованиями на передний план все более выдвигаются междисциплинарные и проблемно-ориентированные формы исследовательской деятельности. Усиливаются процессы взаимодействия принципов и представлений картин реальности, формирующихся в различных науках. Все чаще изменения этих картин протекают не столько под влиянием внутридисциплинарных факторов, сколько путем «парадигмальной прививки» идей, транслируемых из других наук. В этом процессе постепенно стираются жесткие разграничительные линии между картинами реальности, определяющими видение предмета той или иной науки. Они становятся взаимозависимыми и предстают в качестве фрагментов целостной общенаучной картины мира».

«Исторически развивающиеся системы представляют собой более сложный тип объекта даже по сравнению с саморегулирующимися системами. В естествознании первыми фундаментальными науками, столкнувшимися с необходимостью учитывать особенности исторически развивающихся систем, были биология, астрономия и науки о Земле. Именно идеи эволюции и историзма становятся основой того синтеза картин реальности, вырабатываемых в фундаментальных науках, которые сплавляют их в целостную картину исторического развития природы и человека и делают лишь относительно самостоятельными фрагментами общенаучной картины мира. Историчность системного комплексного объекта и вариабельность его поведения предполагают широкое применение особых способов описания и предсказания его состояний - построение сценариев возможных линий развития системы в точках бифуркации. С идеалом строения теории как аксиоматически-дедуктивной системы все больше конкурируют теоретические описания, основанные на применении метода аппроксимации, теоретические схемы, использующие компьютерные программы, и т.д.».

«При изучении «человекоразмерных» объектов поиск истины оказывается связанным с определением стратегии и возможных направлений преобразования такого объекта, что непосредственно затрагивает гуманистические ценности. Научное познание начинает рассматриваться в контексте социальных условий его бытия и его социальных последствий как особая часть жизни общества, детерминируемая на каждом этапе своего развития общим состоянием культуры данной исторической эпохи, ее ценностными ориентациями и мировоззренческими установками».

В.С. Стёпин формулирует следующий вывод. «Три крупных стадии исторического развития науки, каждую из которых открывает глобальная научная революция, можно охарактеризовать как три исторических типа научной рациональности. Появление каждого нового типа рациональности не отбрасывало предшествующего, а только ограничивало сферу его действия, определяя его применимость только к определенным типам проблем и задач. При этом возникновение нового типа рациональности и нового образа науки не следует понимать упрощенно в том смысле, что каждый новый этап приводит к полному исчезновению представлений и методологических установок предшествующего этапа. Напротив, между ними существует преемственность. Неклассическая наука вовсе не уничтожила классическую рациональность, а только ограничила сферу ее действия». То есть выделяемые таким образом типы научной рациональности не являются парадигмами в понимании Т. Куна.

Ход научной мысли ХХ столетия, по мнению В.И. Вернадского, «явно и резко отличается от того, что происходило в маленькой области Средиземноморья, куда проникла эллинская культура». Резкое отличие научного движения ХХ в от движения, создавшего эллинскую науку, её научную организацию, заключается, - по мысли В.И. Вернадского, - «во-первых, в его темпе, во-вторых, в площади, им захваченной - оно охватило всю планету, - в глубине затронутых им изменений, в представлениях о научно-доступной реальности, наконец, в мощности изменений наукой планеты и открывшихся при этом проспектах будущего».

Начало новой эпохи в науке, которое В.И. Вернадский отнёс к самому концу ХIX столетия, - «к 1895-1897 годам, когда были открыты явления, связанные с атомом, с его бренностью, проявляется колоссальным накоплением новых научных фактов, которые можно приравнять к взрыву по его темпу. Создаются также быстро новые области научного знания, многочисленные новые науки, растёт научный эмпирический материал, систематизируется и учитывается в научном аппарате всё растущее количество фактов, исчисляемых миллионами, если не миллиардами. Научный аппарат из миллиарда миллиардов всё растущих фактов, постепенно и непрерывно охватываемых эмпирическими обобщениями, научными теориями и гипотезами, есть основа и главная сила, главное орудие роста современной научной мысли. Это есть небывалое создание новой науки».

В этом нескрываемо восторженном утверждении В.И. Вернадского кроется философское противоречие. Действия законов диалектики никто не отменял. При внимательном анализе «постепенности и непрерывности» роста научной мысли в нём наверняка можно увидеть и различить многократные и разнообразные проявления закономерностей отрицания отрицания, борьбы противоположностей, перехода количественных изменений в качественные.

«Субстрат» для действия таких закономерностей показал сам В.И. Вернадский. «Совершенно неожиданными и новыми основными следствиями новых областей научных фактов являются вскрывшаяся перед нами неоднородность Космоса, всей реальности и ей отвечающая неоднородность нашего познания. Неоднородности реальности отвечает неоднородность научной методики, единиц, эталонов, с которыми наука имеет дело». Учёный выделил три категории реальности:

1) реальность в области жизни человека, природные явления ноосферы и нашей планеты, взятой как целое;

2) микроскопическую реальность атомных явлений, которая захватывает и микроскопическую жизнь, и жизнь организмов, даже посредством приборов не видную вооружённому глазу человека;

3) реальность космических просторов, в котором солнечная система и даже галаксия теряются, неощутимые в области ноосферического разреза мира. Эта та область, которая отчасти охвачена теорией относительности, выявилась для нас как следствие её создания. Здесь, как и в области атомных наук, вскрываются перед нами научные явления, которые впервые охватываются мыслью человека и принадлежат по существу к другим областям реальности, чем та, в которой идёт человеческая жизнь и создается научный аппарат. Ибо область человеческой культуры и проявления человеческой мысли - вся ноосфера - лежат вне космических просторов, где она теряется как бесконечно малое, и вне области, где царят силы атомов и атомных ядер с миром составляющих их частиц, где она отсутствует как бесконечно большое.

Библиографический список

Рассел Бертран. Человеческое познание. Его сфера и границы. – Киев : НИКА-ЦЕНТР, М.: Институт общегуманитарных исследований, 2001. - 555 с.
Брунер Дж. Психология познания. – М. : Прогресс, 1977. - 412 с.
Валери-Радо Р. Жизнь Пастера. – М. : Изд-во иностранной литературы, 1950. - 424 с.
Вернадский В.И. Размышления натуралиста. Научная мысль как планетное явление. Книга вторая. – М. : Наука, 1977. - 191 с.
Воронцов Н.Н. Развитие эволюционных идей в биологии. – М. : КМК, 2004. - 432 с.
Гуревич А.Я. Категории средневековой культуры. – М. : Искусство, 1972. - 319 с.
Иорданский В.Б. Хаос и гармония. – М. : Наука. Главная редакция восточной литературы, 1982. - 344 с.
Ичас М. О природе живого: механизмы и смысл. – М. : Мир, 1994. - 495 с.
Кун Т. Структура научных революций: Пер. с англ. Сост. Кузнецов В.Ю. – М. : АСТ, 2003. - 605 с.
Леглер В.А. К истории дискуссии в современной теоретической геологии // Вопросы истории естествознания и техники. – 1988. - № 3.
Леглер В.А. Наука, квазинаука, лженаука // Вопросы философии. – 1993. - № 2.
Миркин Б.М. Теоретические основы современной фитоценологии. – М. : Наука, 1985. - 137 с.
Оппенгеймер Роберт. Летающая трапеция. Три кризиса в физике. – М. : Атомиздат, 1967. - 79 с.
Селье Г. На уровне целого организма. – М. : Наука, 1972. - 122 с.
Степин В.С. Теоретическое знание. – М. : Прогресс-Традиция, 2000. - 744 с.
Чепиков М.Г. Современная революция в биологии. Философский анализ. – М. : Политиздат, 1976. - 135 с.