Перестройка оснований научной дисциплины обычно начинается с накопления фактов, которые не находят объяснения в рамках сложившейся картины мира. Такие факты выражают характеристики новых типов объектов, которые наука втягивает в орбиту исследования, и в конечном счете приводят к радикальной перестройке сложившихся оснований науки.
Рассмотрим специфику данного процесса на примере построения СТО. Эта теория открывает эпоху перехода от классического к неклассическому естествознанию и является образцом научной рациональности неклассического типа. Путь к специальной теории относительности начался с обнаружения трудностей согласования механики и электродинамики в рамках целостной физической картины мира. Электродинамическая картина мира внесла механические представления о мире ряд изменений. Атомы рассматривались либо как электрически нейтральные «атомы вещества», либо как несущие заряд «атомы электричества», вводилась еще одна материальная субстанция — мировой эфир, заполняющий все пространство, в котором движутся атомы и построенные из них тела. Взаимодействие трактовалось как передача сил отточки к точке с конечной скоростью. Представления о причинности (лапласовский детерминизм) и об абсолютном пространстве и времени в неизменном виде перешли из механической в электродинамическую картину мира.
При решении электродинамических задач возникла проблема формулировки законов электродинамики в различных инерциальных системах отсчета. Выяснилось, что форма основных уравнений электродинамики не сохраняется при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой, при преобразованиях Галилея. Требование ковариантности соответствует утверждению о независимости законов природы от выбора инерциальной системы отсчета, что соответствует идее их объективного существования. Выход из данной ситуации предложил Лоренц, найдя новые преобразования пространственных координат и времени. Теперь при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой сохранялась форма уравнений, выражающих законы как механики, так и электродинамики.
Казалось, выход был найден. Но возникли новые, еще более серьезные проблемы. Из преобразований Лоренца следовало, что отдельно пространственный и отдельно временной интервалы изменяются при переходе от одной инерциальной системы к другой. Они перестают быть абсолютными, как считалось ранее в физике, а становятся относительными. И если принять это в качестве характеристики реального физического пространства и времени, то тогда необходимо отказаться от представлений об абсолютном пространстве и времени в физической картине мира.
Парадоксы являются сигналами того, что наука включила в сферу своего исследования новый тип процессов, характеристики которых не были отражены в картине мира. Система знания не могла оставаться противоречивой, но, для того чтобы устранить парадоксы, требовалось изменить физическую картину мира.
Путь к теории относительности был связан с доказательством, что преобразования Лоренца выражают реальные свойства физического пространства и времени, с коренной перестройкой физической картины мира, отказом от представлений об абсолютном пространстве и времени.
Лоренц также был убежден в соответствии самой природе принципа абсолютности пространства и времени. Поэтому он истолковывал вывод об изменчивости пространственных и временных интервалов в разных системах отсчета не как характеристику реального физического пространства и времени, а как фиктивное пространство и время. Чтобы устранить противоречие между предложенными им преобразованиями и картиной мира, Лоренц ввел дополнительные постулаты. Изменение пространственных и временных интервалов было истолковано Лоренцем не как свойство пространства и времени, а как побочный результат взаимодействия движущихся тел с эфиром. Такие положения, вводимые для объяснения новых фактов дополнительно к ранее принятым принципам, получили название ad hoc постулатов. Их накопление свидетельствует о несовершенстве теории. Оно противоречит идеалу теоретического описания - из небольшого количества базисных понятий, принципов и законов должно объясняться большое и постоянно расширяющееся многообразие явлений.
Ad hoc постулаты — подпорки, которые поддерживают падающие стены теоретической постройки, когда становится неустойчивым ее фундамент. Эйнштейн не стал пользоваться такими подпорками, а осуществил радикальную перестройку самого фундамента теоретического здания физики.
Философские предпосылки перестройки оснований науки
Путь к теории относительности потребовал постановки вопросов о том, насколько обоснованы классические представления об абсолютном пространстве и времени. Постановка этих вопросов требовала особой позиции исследователя. Он должен был посмотреть на состояние сложившегося физического знания как бы со стороны, поставить проблему исторической изменчивости принципов науки и их отношения к реальности. Предметом обсуждения в этой позиции становятся не столько характеристики физической реальности (частиц, полей), сколько характеристики знания, описывающего реальность. Познавательная деятельность, направленная на перестройку оснований науки, всегда предполагает смену исследовательской позиции и обращение к философско-методологическим средствам.
Философско-методологический анализ является необходимым условием перестройки научной картины мира в эпохи научных революций. Он выполняет две взаимосвязанные функции: критическую и конструктивно-эвристическую. Первая предполагает рассмотрение фундаментальных понятий и представлений науки. Эйнштейн не раз подчеркивал, что понятия науки должны описывать реальность, существующую независимо от нас. Мы видим реальность через систему понятий и поэтому часто отождествляем понятия с реальность. Между тем опыт развития науки свидетельствует, что даже наиболее фундаментальные понятия и представления науки «никогда не могут быть окончательными». «Мы всегда должны быть готовы, — писал А. Эйнштейн, — изменить эти представления, т. е. изменить аксиоматическую базу физики, чтобы обосновать факты восприятия логически наиболее совершенным образом». Такого рода философская критика понятий и принципов физической картины мира служит предпосылкой ее последующей коренной перестройки. Но роль философско-методологического анализа в период перестройки оснований науки не ограничивается только критическими функциями. Этот анализ выполняет также конструктивно-эвристическую функцию, помогая выработать новые основания исследования. 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, элиминировать часть из них, включить новые элементы с тем, чтобы разрешить имеющиеся парадоксы и ассимилировать накопленные факты. Такие идеи формируются в сфере философско-методологического анализа познавательных ситуаций науки и играют роль весьма общей эвристики, обеспечивающей интенсивное развитие исследований.
Процессы перестройки фундаментальных представлений и принципов науки в научных революциях XIX — начала XX в. остро поставили вопрос о критериях, в соответствии с которыми эти представления и принципы включаются в научную картину мира и отождествляются с исследуемой реальностью.
На этапе классической науки считалось, что фундаментальные научные абстракции и принципы должны удовлетворять критериям: 1) быть очевидными и наглядными; 2) согласовываться с данными опыта. Но развитие науки продемонстрировало недостаточность этих критериев.
В поисках новых подходов к проблеме выбора фундаментальных научных абстракций в философии науки конца XIX — начала XX в. возникли и получили распространение конвенционализм и эмпириокритицизм. Конвенционализм рассматривал фундаментальные научные абстракции как конвенции, соглашения между членами научного сообщества, позволяющие удобным способом описывать факты. Эмпириокритицизм толковал теоретические принципы и понятия как сжатую сводку опытных данных (наблюдений), подчеркивая, что эти понятия и принципы позволяют систематизировать опыт, но их нельзя считать образцами сущностей, находящихся позади наблюдений. Оба философских направления, подчеркивая условность и изменчивость научных абстракций, отрицали их объективное содержание, считали, что фундаментальные абстракции науки есть не более чем удобный и полезный в определенных рамках способ упорядочивания и систематизации опытных данных.
Взгляды сторонника конвенционализма А. Пуанкаре, а также лидера эмпириокритицизма Э. Маха оказали определенное влияние на творчество А. Эйнштейна. Но он категорически не был согласен с трактовкой фундаментальных научных понятий и принципов только как условных соглашений, удобных для описания опытных данных. Он был убежден в объективности законов природы и цели науки видел в их теоретическом описании. Отстаивая идеал объективной истинности знания, Эйнштейн вместе с тем подошел к новой трактовке этого идеала, отличающейся от трактовки в классической науке.
В классическую эпоху объективность знания связывалась с представлениями о своеобразном параллелизме между мышлением и познаваемой действительностью. Считалось, что логика разума тождественна логике мира и что если очистить разум от предрассудков обыденной жизни и ограничений наличных форм деятельности, то в идеале понятия и представления, вырабатываемые разумом, должны точно соответствовать изучаемой действительности. Неклассическое понимание обнаруживает, что между разумом и познаваемой действительностью всегда существует промежуточное звено, которые соединяет разум и познаваемый мир. Таким звеном является человеческая деятельность. Она определяет, каким способом и какими средствами мышление постигает мир. Эти способы и средства развиваются с развитием деятельности. Разум предстает не как отделенный от мира, чистый разум, а как включенный в мир, обусловленный состояниями социальной жизни, развивающийся вместе с развитием деятельности, формированием ее новых видов, целей и средств.
Одним из проявлений в науке нового способа мышления (неклассическая рациональность) было развитие в конце XIX в. идей и принципа инвариантности. Инвариантностью в общем виде называют свойство системы сохранять некоторые существенные для нее отношения при ее определенных преобразованиях.
В конце XIX столетия идеи инвариантности начали все шире применяться в математике. Позднее, когда Эйнштейн включился в решение проблем электродинамики движущихся тел, он использовал идеи инвариантности и относительности в качестве базисного принципа построения теории.
Подход Эйнштейна был характерен для зарождающейся неклассической науки. В классической науке построение теории начиналось с поиска системы наглядных представлений о природе, составляющих научную картину мира. Эти представления затем проходили длительную проверку опытом и принимались в качестве оснований для создаваемых теорий. В неклассической науке, прежде чем выдвигать новые представления картины мира, стараются выявить условия и принципы деятельности, проанализировать основания метода, посредством которого обнаруживаются соответствующие характеристики природы, выражаемые картиной мира.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему