Текст книги "Концепции современного естествознания"

А.П. Садохин
Концепции современного естествознания
Учебное пособие

Введение

Современная наука объединяет более тысячи различных научных дисциплин, каждая из которых содержит специальные теории, концепции, методы познания и методики проведения экспериментов. Достижения науки закладывают основы мировоззрения человека. В этом процессе одно из главных мест принадлежит естественно-научным знаниям, которые формируются целой группой наук о природе, создающих целостное и адекватное представление об объективном мире.

В то же время современный уровень развития общества предъявляет повышенные требования к уровню профессиональной подготовки специалистов, в которой значительное место принадлежит естественнонаучным знаниям. Сегодня обществу нужны специалисты, ориентированные не только на решение утилитарных задач в пределах знаний, полученных за время обучения. Современные требования к специалисту основываются на его способности к постоянному повышению квалификации, стремлении быть в курсе последних достижений в профессии, умении творчески адаптировать их к своей работе. Перед системой образования стоит задача подготовки высококвалифицированных специалистов, обладающих фундаментальными, разносторонними знаниями о различных процессах и явлениях окружающего мира. С этой целью в учебные планы высших учебных заведений включены такие дисциплины и лекционные курсы, которые должны формировать у студента широкие мировоззренческие ориентации и установки, помогать ему полнее овладевать научной картиной мира и избранной профессией. Реализовать эти цели призван курс «Концепции современного естествознания».

Данная дисциплина не предполагает глубокого и подробного изучения всех природных законов и процессов, явлений и фактов, методов и экспериментов. Цель курса заключается в ознакомлении с основными положениями и современным состоянием развития естественных наук, помогающих формировать представление о полной картине окружающего мира, месте человека в ней, осознать проблемы развития общества.

Ключевым словом курса является понятие «концепция» (от лат. conception – понимание, объяснение), которое означает относительно системное объяснение или понимание каких-то явлений или событий. Применительно к данному учебному курсу оно предполагает популярное содержательное описание естественно-научных знаний, формирующих общую картину мира в сознании человека. Различные естественно-научные представления о строении мира представляют собой базовое знание, необходимое для понимания мира в соответствии с уровнем знания каждой эпохи. Кроме того, без естественнонаучных знаний трудно понять не только развитие техники и технологии, но и развитие общества и культуры.

Курс «Концепции современного естествознания» освещает основные проблемы, идеи и теории естественных наук, научные принципы познания, методологию, модели и результаты современного естествознания, составляющих в совокупности научную картину мира. В связи с этим в задачу курса входит формирование знания о междисциплинарных, общенаучных подходах и методах, выработка системного мышления в ходе анализа проблем современного естествознания, расширение познавательного кругозора обучающихся посредством выхода за границы их узкопрофессиональных интересов.

В результате изучения дисциплины студенты должны получить знания, позволяющие учесть в дальнейшей профессиональной деятельности фундаментальные законы природы и основные методы исследования, а также информацию о наиболее важных исторических этапах и путях развития естествознания.

Учебное пособие подготовлено в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования, который введен в учебные планы для студентов всех гуманитарных специальностей. Оно основывается на ранее опубликованных автором учебных пособиях и курсах лекций, прочитанных автором в различных вузах.

Опыт преподавания данной дисциплины студентам разных гуманитарных специальностей показывает, что не следует излагать материал естественных наук, вникая в «технические детали», если это не оправдано общим замыслом и методологическим подходом к изложению предмета. Свою основную задачу автор видел в том, чтобы сделать форму изложения материала доступной для усвоения будущими специалистами, для которых естествознание не является профессиональной дисциплиной.

Спектр гуманитарных специальностей в системе высшего образования достаточно широк и разнообразен, поэтому автор стремился придать своей работе универсальный характер, чтобы она была полезна для студентов различных гуманитарных специальностей – экономистов, психологов, философов, историков, социологов, менеджеров, юристов и др. Такая ориентация учебного пособия предполагает сознательный отказ от усвоения физических и химических формул, запоминания многочисленных правил и законов и концентрацию внимания на важнейших концепциях современного естествознания, являющихся фундаментом научной картины мира. Учебное пособие представляет собой одновременно научное и популярное издание, обеспечивающее быстрое и доступное введение широкого круга читателей в проблемы естественных наук.

Автор выражает признательность рецензентам и коллегам-преподавателям за их ценные замечания и рекомендации, высказанные при создании учебного пособия, а также всем заинтересованным читателям за возможные замечания и пожелания.

Глава 1. Наука в контексте культуры

1.1. Наука как часть культуры

На протяжении всей своей истории люди выработали множество способов познания и освоения окружающего их мира. Среди них одно из важнейших мест занимает наука, главной целью которой является описание, объяснение и предсказание процессов действительности, составляющих предмет ее изучения. В современном понимании наука рассматривается как:

• высшая форма человеческих знаний;

• социальный институт, состоящий из различных организаций и учреждений, занятых получением новых знаний о мире;

• система развивающихся знаний;

• способ познания мира;

• система принципов, категорий, законов, приемов и методов получения адекватных знаний;

• элемент духовной культуры;

• система духовной деятельности и производства.

Все приведенные значения термина «наука» правомерны. Но эта многозначность также означает, что наука представляет собой сложную систему, призванную давать обобщенное целостное знание о мире. При этом данное знание не может быть раскрыто какой-то одной отдельной наукой или совокупностью наук.

Чтобы понять специфику науки, ее следует рассмотреть как часть культуры, созданной человеком, сравнить ее с другими сферами культуры.

Специфической особенностью человеческой жизнедеятельности является то обстоятельство, что она протекает одновременно в двух взаимосвязанных аспектах – естественно-природном и культурном. Изначально человек представляет собой живое существо, продукт природы, однако, чтобы существовать в ней удобно и безопасно, он создает внутри природы искусственный мир культуры, «вторую природу». Таким образом, человек существует в природе, взаимодействует с ней как живой организм, но при этом «удваивает» внешний мир, вырабатывая знания о нем, создавая образы, модели, оценки, предметы обихода и т. д. Именно такая вещно-познавательная деятельность человека и составляет культурный аспект человеческого бытия.

Культура находит свое воплощение в предметных результатах деятельности, способах и методах существования человека, в различных нормах поведения и разнообразных знаниях об окружающем мире. Вся совокупность практических проявлений культуры подразделяется на две основные группы: материальные и духовные ценности. Материальные ценности образуют материальную культуру, а мир духовных ценностей, включающий в себя науку, искусство, религию, формирует мир духовной культуры.

Духовная культура охватывает духовную жизнь общества, его социальный опыт и результаты, которые предстают в виде идей, научных теорий, художественных образов, моральных и правовых норм, политических и религиозных воззрений и других элементов духовного мира человека.

Неотъемлемой составной частью культуры выступает наука, определяющая многие важные стороны жизни общества и человека. У нее, как и у других сфер культуры, есть свои задачи, отличающие их друг от друга. Так, экономика является тем фундаментом, который обеспечивает всю деятельность общества, она возникает на основе способности человека к труду. Мораль регулирует отношения между людьми в обществе, что очень важно для человека, который не может жить вне общества и должен ограничивать собственную свободу во имя выживания всего коллектива. Религия возникает из потребности человека в утешении при ситуациях, которые невозможно разрешить рационально (например, смерть близких людей, болезнь, несчастная любовь и т. д.).

Задачей науки является получение объективных знаний о мире, познание законов, по которым функционирует и развивается окружающий нас мир. Обладая таким знанием, человеку намного легче преобразовывать этот мир, делать его более удобным и безопасным для себя. Таким образом, наука представляет собой сферу культуры, теснее всего связанную с задачей непосредственного преобразования мира, повышения его удобства для человека.

В соответствии с преобразовательной ролью науки сформировался ее высокий авторитет, который выразился в появлении сциентизма – мировоззрения, основанного на вере в науку как единственную силу, призванную решить все человеческие проблемы. Сциентизм объявил науку вершиной человеческого знания, при этом он абсолютизировал методы и результаты естественных наук, отрицая научный характер социально-гуманитарного знания как не имеющего познавательного значения. Из таких представлений постепенно возникло представление о двух не связанных друг с другом культурах – естественнонаучной и гуманитарной.

В противоположность сциентизму во второй половине ХХ в. сформировалась идеология антисциентизма, считающая науку опасной силой, ведущей к гибели человечества. Ее сторонники убеждены в ограниченности возможностей науки по решению коренных человеческих проблем и отказывают науке в положительном влиянии на культуру. Они считают, что наука повышает благосостояние населения, но в то же время увеличивает опасность гибели человечества. Лишь к концу XX в., осмыслив как положительные, так и отрицательные стороны науки, человечество выработало более взвешенную позицию по отношению к роли науки в современном обществе.

Признавая важную роль науки в жизни общества, не следует соглашаться с ее «претензиями» на господствующее положение. Наука сама по себе не может считаться высшей ценностью человеческой цивилизации, она только средство в решении некоторых проблем человеческого существования. То же относится и к другим сферам культуры. Лишь взаимно дополняя друг друга, все сферы культуры могут выполнять свою основную функцию – обеспечивать и облегчать жизнь человека. Если же в этой взаимосвязи какой-то части культуры придается большее значение по сравнению с другими, это приводит к обеднению культуры в целом и нарушению ее нормального функционирования.

Исходя из такой оценки наука сегодня рассматривается как часть культуры, представляющая собой совокупность объективных знаний о бытии, процессе получения этих знаний и применении их на практике.

1.2. Естественно-научная и гуманитарная культуры

Культура, будучи результатом человеческой деятельности, не может существовать изолированно от мира природы, являющегося ее материальной основой. Она неразрывно связана с природой и существует внутри ее, но, имея природную основу, сохраняет свое социальное содержание. Такого рода двойственность культуры привела к формированию двух типов культуры: естественно-научной и гуманитарной (или двух способов отношения к миру, его познанию). На начальной стадии человеческой истории оба типа существовали как единое целое, поскольку человеческое познание в одинаковой степени было направлено и на природу, и на самого себя. Однако постепенно у каждого типа выработались свои принципы и подходы, определились цели; естественно-научная культура стремилась изучать природу и покорять ее, а гуманитарная ставила целью изучать человека и его мир.

Впервые идея о различии естественно-научного и гуманитарного знания была выдвинута в конце XIX в. немецким философом В. Дильтеем и философами Баденской школы неокантианства В. Виндельбандом и Г. Риккертом. Предложенные ими термины «наука о природе» и «наука о духе» достаточно быстро стали общепринятыми, сама же идея прочно утвердилась в философии. Наконец, в 1960–1970 гг. английский историк и писатель Ч. Сноу сформулировал идею альтернативы двух культур: естественно-научной и гуманитарной. Он заявил, что духовный мир интеллигенции все отчетливее раскалывается на два лагеря, в одном из которых – художники, в другом – ученые. По его мнению, две культуры находятся в постоянном конфликте друг с другом, причем взаимопонимание между представителями этих культур в силу их абсолютной чуждости невозможно.

Обстоятельное изучение вопроса о соотношении естественнонаучной и гуманитарной культур действительно позволяет найти между ними существенные различия. Обнаруживаются две крайние точки зрения. Сторонники первой заявляют, что именно естествознание с его точными методами исследования должно стать образцом, которому следует подражать гуманитарным наукам. Радикальными представителями этой точки зрения являются позитивисты, которые считают «идеалом» науки математическую физику, а основным методом построения любого научного знания – дедуктивный способ математики. Сторонники противоположной позиции утверждают, что подобный взгляд не учитывает всей сложности и специфики гуманитарного знания и потому является утопическим и малопродуктивным.

Ориентируясь на созидательную сущность культуры, можно утверждать, что принципиальной особенностью естественно-научной культуры является ее способность «открывать» мир, природу, которые представляют собой самодостаточную систему, функционирующую по своим собственным законам, причинно-следственным связям. Естественно-научная культура акцентирует внимание на изучении и исследовании природных процессов и законов, ее специфика заключается в высокой степени объективности и достоверности знаний о природе. Она стремится как можно точнее прочитать бесконечную «книгу природы», овладеть ее силами, познать ее как объективную реальность, существующую независимо от человека.

В то же время история человеческой культуры свидетельствует о том, что любая духовная деятельность людей протекает не только в форме естественно-научного познания, но и в форме философии, религии, искусства, социальных и гуманитарных наук. Все эти виды деятельности и составляют содержание гуманитарной культуры. Основным предметом гуманитарной культуры, таким образом, являются внутренний мир человека, его личностные качества, человеческие взаимоотношения и т. д., а ее специфика определяется социальной позицией человека и господствующими в обществе духовными ценностями.

Различия между естественно-научным и гуманитарным знанием вызваны не только разными целями, предметами и объектами данных направлений познавательной деятельности, но и двумя основными способами процесса мышления, имеющими физиологическую природу. Известно, что мозг человека функционально асимметричен: правое его полушарие связано с образным интуитивным типом мышления, левое – с логическим типом. Соответственно преобладание того или иного типа мышления определяет склонность человека к художественному или рациональному способу восприятия мира.

Рациональное знание служит основой естественно-научной культуры, поскольку ориентировано на разделение, сравнение, измерение и распределение по категориям знаний и информации об окружающем мире. Оно наиболее приспособлено для накопления, формализации и трансляции постоянно увеличивающегося количества знаний. В совокупности различных фактов, событий и проявлениях окружающего мира оно раскрывает нечто общее, устойчивое, необходимое и закономерное, придает им системный характер путем логического осмысления. Для естественно-научного знания свойственны стремление к истине, выработка специального языка для максимально точного и однозначного выражения полученного знания.

Интуитивное мышление, напротив, выступает основой для гуманитарного знания, поскольку отличается индивидуальным характером и не может быть подвержено строгой классификации или формализации. Оно основывается на внутренних переживаниях человека и не имеет строгих объективных критериев истинности. Однако интуитивное мышление обладает огромной познавательной силой, так как ассоциативно и метафорично по своему характеру. Используя метод аналогии, оно способно выходить за рамки логических конструкций и рождать новые явления материальной и духовной культуры.

Таким образом, естественно-научная и гуманитарная культуры обособлены не случайно. Но данное разделение не исключает их исходной взаимозависимости, которая не носит характер несовместимых противоположностей, а выступает скорее как взаимодополняемость. Актуальность проблемы взаимодействия двух культур состоит в том, что они оказались слишком «дистанцированными» друг от друга: одна исследует природу «саму по себе», другая – человека «самого по себе». Взаимодействие человека и природы каждая из культур рассматривает либо в познавательном, либо в «покорительном» плане, в то время как обращение к бытию человека требует углубления единства не только естественно-научной и гуманитарной культур, но и единства человеческой культуры в целом. Решение этой проблемы упирается в парадокс, заключающийся в том, что законы природы для всех людей и везде одинаковы, но различны и порой несовместимы мировоззрения, нормы и идеалы людей.

Факт существования различий между естественно-научной и гуманитарной культурами не отменяет необходимости единства между ними, которое может быть достигнуто только при их прямом взаимодействии. Сегодня как в естественно-научном, так и в гуманитарном знаниях усиливаются интеграционные процессы за счет общих методов исследования; в этом процессе обогащается техническое оснащение гуманитарных исследований. Тем самым устанавливаются связи гуманитарных наук с естественными науками, которые также заинтересованы в этом. Так, например, результаты логических и лингвистических исследований используются в разработке информационных средств естествознания. Все большее значение приобретают совместные разработки естественников и гуманитариев в сфере этических и правовых проблем науки.

В последние годы под влиянием достижений технического прогресса и такого общенаучного метода исследования, как системный подход, прежняя конфронтация между естествоиспытателями и гуманитариями значительно ослабла. Гуманитарии поняли важность и необходимость использования в своих знаниях не только технических и информационных средств естествознания и точных наук, но и эффективных научных методов исследования, которые первоначально возникли в рамках естествознания. Экспериментальный метод исследования из естественных наук проникает в гуманитарные науки (социологию, психологию); в свою очередь естествоиспытатели все чаще обращаются к опыту гуманитарного познания. Таким образом, можно говорить о гуманитаризации естествознания и сциентизации гуманитарного знания, активно происходящих в наши дни и постепенно стирающих границы между двумя культурами.

1.3. Критерии научного знания

На протяжении всей своей истории человечество накопило огромное количество различных по своему характеру знаний о мире. В нем наряду с научными знаниями есть религиозные, мифологические, обыденные и т. д. Существование различных видов знаний ставит вопрос о критериях, которые позволяют отличить научное знание от ненаучного. В современном науковедении принято выделять четыре основных критерия научного знания.

Первым из них выступает системность знания, в соответствии с которым наука имеет определенную структуру, а не является бессвязным набором отдельных частей. Система в отличие от суммы характеризуется внутренним единством, невозможностью изъятия либо добавления без веских оснований каких-либо элементов в ее структуру. Научное знание всегда выступает в качестве определенных систем; в этих системах есть исходные принципы, фундаментальные понятия (аксиомы), а также знания, выводимые из этих принципов и понятий по законам логики. На основании принятых исходных принципов и понятий обосновывается новое знание, интерпретируются новые факты, результаты опытов, наблюдений, измерений. Хаотический набор верных высказываний, не систематизированных относительно друг друга, сам по себе научным знанием считаться не может.

Вторым критерием науки является наличие механизма получения новых знаний. Это предусматривает не только отработанную методику практического и теоретического исследования, но и наличие людей, специализирующихся на этой деятельности, соответствующих организаций, а также необходимых материалов, технологий и средств фиксации информации. Наука появляется тогда, когда для этого создаются объективные условия в обществе, имеется достаточно высокий уровень развития цивилизации.

Третий критерий научности – теоретичность знания, определяющая цель научного познания. Все научные знания упорядочены в теориях и концепциях, которые согласуются между собой и с доминирующими представлениями об объективном мире. Ведь конечной целью науки является получение истины ради самой истины, а не ради практического результата. Если наука направлена только на решение практических задач, она перестает быть наукой в полном смысле этого слова. В основе науки лежат фундаментальные исследования, чистый интерес к окружающему миру, а затем на их основе идут прикладные исследования, если это позволяет уровень развития техники. Так, существовавшие на Востоке научные знания использовались лишь в религиозных магических ритуалах и церемониях либо в непосредственной практической деятельности. Поэтому мы не можем говорить о наличии там науки на протяжении многих веков как самостоятельной сферы культуры.

Четвертым критерием научности является рациональность знания, т. е. получение знания только на основе рациональных процедур. В отличие от других видов знания научное не ограничивается констатацией фактов, а стремится их объяснить, сделать понятными для разума человека. В основе рационального стиля мышления лежит признание существования универсальных, доступных разуму причинных связей, а также формального доказательства в качестве главного средства обоснования знания. Сегодня это положение кажется тривиальным, но познание мира преимущественно с помощью разума появилось только в Древней Греции. Восточная цивилизация так и не приняла этого специфического европейского пути, отдавая приоритет интуиции и сверхчувственному восприятию.

Для науки начиная с Нового времени вводится дополнительный, пятый критерий научности. Это наличие экспериментального метода исследования, математизации науки, которое связало науку с практикой, создало современную цивилизацию, ориентированную на сознательное преобразование окружающего мира в интересах человека.

Пользуясь приведенными выше критериями, можно всегда отличить научное знание от ненаучного (псевдонауки). Это особенно важно в наши дни, так как в последнее время всегда существовавшая рядом с наукой псевдонаука привлекает к себе все большее число сторонников.

Опасность псевдонауки заключается в том, что она, пользуясь авторитетом науки, паразитирует на ней. Не внося никакого вклада в развитие подлинной науки, она претендует на общественное признание. Нередко среди представителей псевдонауки встречаются настоящие мошенники, пользующиеся доверием, которое испытывает современный человек к ученым. Следует четко представлять, что такое псевдонаука, знать, чем она отличается от подлинной науки.

Структура псевдонаучных знаний обычно не носит системного характера, а отличается фрагментарностью. Для псевдонауки свойственны некритический анализ исходных данных (мифов, легенд, рассказов третьих лиц), пренебрежение к противоречащим фактам, а нередко и прямая подтасовка фактов.

Несмотря на это, псевдонаука пользуется успехом. Для этого есть соответствующие основания. Одно из них – принципиальная неполнота научного мировоззрения, оставляющая место для догадок и измышлений. Но если раньше эти пустоты в основном заполнялись религией, то сегодня их место заняла псевдонаука, чьи аргументы если и неверны, но понятны всем. Обычному человеку доступнее псевдонаучные объяснения, чем сухие научные рассуждения, которые зачастую невозможно понять без специального образования. Поэтому корни псевдонауки лежат в самой природе человека.

По своему содержанию псевдонаука не является однородной, в ней можно выделить несколько категорий псевдонаук.

Первой являются реликтовые псевдонауки, среди которых всем известные астрология и алхимия. Когда-то они были источником знаний о мире, питательной средой для зарождения подлинной науки. Псевдонауками они стали после появления химии и астрономии.

В Новое время появились оккультные псевдонауки – спиритизм, месмеризм, парапсихология. Общим для них является признание существования потустороннего (астрального) мира, не подчиняющегося физическим законам. Считается, что это высший по отношению к нам мир, в котором возможны любые чудеса. Связываться с этим миром можно через медиумов, экстрасенсов, телепатов, при этом возникают разные паранормальные явления, которые и становятся предметом изучения псевдонауки.

В XX веке появились модернистские псевдонауки, в которых мистическая основа старых псевдонаук преобразовалась под действием научной фантастики. Среди таких наук ведущее место принадлежит уфологии, занимающейся изучением НЛО.

Как же отделить подлинную науку от подделок под нее? Для этого методологами науки помимо уже названных нами критериев научности сформулировано несколько важнейших принципов.

Первый из них – принцип верификации (практической подтверждаемости): если какое-то понятие или суждение сводимо к непосредственному опыту (т. е. эмпирически проверяемо), то оно имеет смысл. Иными словами, научные знания могут быть проверены на соответствие опыту, а ненаучные знания такой проверке недоступны.

Различают непосредственную верификацию, когда происходит прямая проверка утверждений, и косвенную, когда устанавливаются логические отношения между косвенно верифицируемыми утверждениями. Поскольку понятия развитой научной теории, как правило, трудно свести к данным опыта, для них используется косвенная верификация, которая утверждает: если невозможно опытным путем подтвердить какое-то понятие или суждение теории, можно ограничиться экспериментальным подтверждением выводов из них. Например, понятие «кварк» было введено в физике еще в 1930-е гг., но в экспериментах такой частицы материи обнаружить не удавалось. В то же время кварковая теория предсказала ряд явлений, позволявших опытную проверку, в ходе которой и были получены ожидаемые результаты. Тем самым косвенно подтвердилось и существование кварков.

Сразу же после своего появления принцип верификации подвергся резкой критике его противниками. Суть возражений сводилась к тому, что наука не может развиваться только на основе опыта, так как она предполагает получение таких результатов, которые несводимы к опыту и напрямую из него невыводимы. В науке существуют формулировки законов, которые не могут быть проверены с помощью критерия верификации. Кроме того, сам принцип верифицируемости «неверифицируем», т. е. его следует отнести к разряду бессмысленных, подлежащих исключению из системы научных высказываний.

В ответ на эту критику учеными был предложен другой критерий разграничения научного и ненаучного знаний – принцип фальсификации, сформулированный крупнейшим философом и методологом науки XX в. К. Поппером. В соответствии с этим принципом научным может считаться только принципиально опровержимое (фальсифицируемое) знание. Давно известно, что никакое количество экспериментальных подтверждений не является достаточным для доказательства теории. Так, мы можем наблюдать сколько угодно примеров, ежеминутно подтверждающих закон всемирного тяготения. Но достаточно одного примера (например, камня, не упавшего на землю, а улетевшего прочь от земли), чтобы признать этот закон ложным. Поэтому ученый должен направлять все свои силы не на поиски очередного экспериментального доказательства сформулированной им гипотезы или теории, а на попытку опровергнуть свое утверждение; критическое стремление опровергнуть научную теорию является наиболее эффективным путем подтверждения ее научности и истинности. Критическое опровержение выводов и утверждений науки не дает ей застояться, является важнейшим источником ее роста, хотя и делает любое научное знание гипотетичным, лишая его законченности и абсолютности.

Критерий фальсификации также был подвергнут критике. Утверждалось, что принцип фальсифицируемости недостаточен, поскольку неприменим к тем положениям науки, которые не поддаются сопоставлению с опытом. Кроме того, реальная научная практика противоречит немедленному отказу от теории, если обнаружен единственный противоречащий ей эмпирический факт.

На самом деле истинная наука не боится ошибаться, признавать свои прежние выводы ложными. Если же какая-то концепция при всей ее наукообразности утверждает, что ее невозможно опровергнуть, отрицает саму возможность иного истолкования каких-либо фактов, это свидетельствует о том, что мы столкнулись не с наукой, а с псевдонаукой.