Окружающий мир представляет собой бесконечно сложную систему. Поэтому очень сложны и трудоёмки процессы познания. Для установления истинных причин и законов взаимодействия материальных систем необходимо сопоставить и проанализировать бесчисленное количество фактов. Эти факты добываются в течение многих столетий трудом миллионов людей, находящихся в постоянном взаимодействии c силами природы для обеспечения своего выживания.
В связи с этим знание растёт неравномерно. Длительные периоды относительно монотонного развития производства, орудий труда и технологий сменяются резкими ускорениями, когда удаётся обобщить накопленные данные, сделать основополагающие выводы и в дальнейшем успешно их использовать. Такие моменты ускоренного развития принято называть научными революциями. Результатом каждой такой революции является смена парадигмы научного знания.
Научной парадигмой называется совокупность основных господствующих подходов к объяснению природы и принципов её познания. Принципы познания определяют выбор основных направлений научных исследований, указывают, какие из областей науки в соответствии с существующей парадигмой представляют наибольший интерес и предположительно должны обеспечить наиболее эффективное развитие цивилизации. В свою очередь выбор направлений одновременно предполагает и разработку новых подходов к организации научных исследований с соответствующим методическим обеспечением. Эти подходы, являющиеся составными частями парадигмы, принято называть методологиями.
Научные революции происходят в результате труда наиболее образованных представителей общества. И, как правило, каждую очередную смену парадигмы связывают с именем одного или с именами небольшой группы учёных, которым удаётся наиболее убедительно показать преимущество новой на данный момент картины мира.
Возникновение первой научной революции обычно связывают с развитием знания в Древней Греции в IV в. до н.э. В качестве основы этой революции называют труды Аристотеля (384-322 гг. до н.э.), в которых были разработаны законы формальной логики в виде системы, позволяющей получать строгие и правильные выводы на основании имеющихся посылок (базовых утверждений). Сложившаяся в результате этого парадигма предполагала, что формальный логический анализ наблюдаемых в природе фактов, являющихся источником наших ощущений, позволяет получить новые истинные знания об устройстве окружающего мира, предсказать неизвестные события и факты. Такое направление в науке стало называться натурфилософией.
Вторая научная революция была обусловлена переходом от методологии наблюдений и логических умозаключений к экспериментальному изучению природных явлений с точными количественными измерениями и вычислениями. Первым, кто показал преимущества новой методологии, был итальянский учёный Галилео Галилей (1564-1642). Его тщательно продуманные и строго поставленные опыты по изучению законов падения тел убедительно доказали, что оценка наблюдаемых явлений с позиций здравого смысла, даже при условии соблюдения законов формальной аристотелевской логики, может привести к ложным выводам. В частности, до исследований Галилея все люди, опираясь на многовековой опыт, считали, что лёгкие тела падают медленней тяжёлых. Однако исследования Галилея показали, что любые тела на Земле падают с одинаковым ускорением около 9,8 м/с2.
В это же время немецкий астроном Иоганн Кеплер (1571-1630), опираясь на исследования датского астронома Тихо Браге (1546-1601), установил, что орбиты планет являются не круговыми, а эллиптическими, вычислил параметры этих орбит с высокой точностью и математически сформулировал основные законы движения планет. И, наконец, англичанин Исаак Ньютон (1643-1727), обобщив результаты исследований Галилея, Кеплера и других учёных, изложил свои знаменитые законы механики. Появилась новая парадигма, согласно которой взаимодействия тел во Вселенной в основном определяются величиной их массы, от которой зависят силы притяжения (гравитации) и инерции. Строгие математические формулы, предложенные Ньютоном, позволяют рассчитывать перемещения тел в течение любого заданного интервала времени, если точно известны исходные массы тел, их координаты и скорости. Из этого следовало, что всё будущее однозначно предопределено прошлым (фатализм), а невозможность точного предсказания определяется лишь бесконечно большим количеством исходных данных, которые не возможно учесть современными методами.
С открытием электромагнитных явлений, сложного строения атома и законов микромира к началу ХХ столетия была подготовлена почва для третьей научной революции. Исходным толчком можно считать работы Альберта Эйнштейна (1879-1955) по специальной и общей теории относительности. Эти работы можно считать развитием идеи Галилея об относительности различий между состояниями покоя и равномерного прямолинейного движения. Основная суть идей Эйнштейна, как обычно базирующаяся на экспериментальных данных, состоит в том, что такие характеристики материальных систем, как масса, пространственные координаты и время, не являются абсолютно независимыми от условий взаимодействия, а меняются с изменением этих условий, т.е. являются относительными. Так, с увеличением скорости движущихся тел их размеры в направлении движения уменьшаются, течение времени в них замедляется, а пространство в сильных гравитационных полях искривляется.
Применение теории относительности к описанию Вселенной в сочетании с новыми экспериментальными фактами (разбегание галактик), показало, что Вселенная не является застывшим, неизменным образованием, как это следовало из некоторых законов механики Ньютона. Возникла новая парадигма, одним из основных принципов которой является принцип развития, или эволюции материи. Более поздними исследованиями было показано, что не стационарность (изменчивость) состояния Вселенной может быть выведена и на основании теории Ньютона.
Впервые принцип эволюции был сформулирован в биологи французским учёным Жаном Батистом Ламарком (1744-1829) ещё в начале ХIХ в. Но правильное научное объяснение эволюционной изменчивости биологических видов было дано только во второй половине ХIХ столетия английским учёным Чарльзом Дарвином (1809-1882) в теории естественного отбора.
Парадигма, сложившаяся в результате третьей революции, действует и в настоящее время. Помимо эволюционизма она включает ещё ряд основополагающих принципов. Эти принципы сформулированы в таких разделах современного знания как квантовая теория, учение о Биосфере Владимира Ивановича Вернадского (1863-1945) и в различных разделах современной физики, химии, биологии, математики. (С некоторыми из этих принципов и их авторами можно познакомиться в изданиях, указанных в «Библиографическом списке» данного пособия).
Предсказать научные революции невозможно, но анализ последних двух революций показывает, что их возникновение связано с интенсивным изучением наиболее важных и вполне конкретных вопросов, стоящих перед наукой в соответствующие исторические периоды и поиском ответов на них. Поэтому если удастся выделить основополагающие, актуальные вопросы, стоящие перед современной наукой, то можно будет определить и направления исследований, к которым эти вопросы относятся и на которых наиболее вероятно ожидать самых значительных открытий.
Так, во времена Ньютона основным был вопрос: «Каковы главные причины и источники наблюдаемых движений тел и систем, которые мы сегодня называем макроскопическими (планеты и различные тела на Земле)?». Третья научная революция была связана с поиском ответов на вопросы о природе электромагнитных явлений, о строении атома и глубинных свойствах микромира.
Сегодня аналогичными вопросами, на которые пытается ответить наука, являются вопросы о происхождении жизни, о природе сознания и разума, о связи этих явлений с известными законами физики и химии. Некоторые учёные считают весьма важными также вопросы: «Достаточно ли знания известных физических сил для объяснения живой природы или должны быть открыты пока ещё не известные науке силы, без которых определить специфику живого нельзя? Можно ли создать теорию, объединяющую все известные на сегодня виды взаимодействий: гравитационные, электромагнитные, сильные и слабые?»
Все направления исследований, имеющие отношение к перечисленным вопросам, и могут оказаться научно перспективными. Вероятно, к числу таких направлений можно отнести исследования термодинамики необратимых процессов (Пригожин, Хакен), которые позволяют объяснить процессы самоорганизации в биологических системах, да и вообще во всех открытых материальных системах. В свою очередь, это направление тесно связано с исследованиями на стыке физики, химии и биологии, которые вслед за расшифровкой атомно-молекулярной структуры нуклеиновых кислот и белков в перспективе должны позволить конструировать из атомов молекулярные машины с любыми заданными свойствами. Это направление в последнее время получило название «нанотехнологии». Оно же, вероятно, позволит окончательно понять механизмы действия и роль каталитических систем в возникновении жизни. Возможно, важным является продолжение исследований глубинных свойств материи в масштабах микромира и всей Вселенной. И, наконец, к современным направлениям знания, без которых вряд ли можно выйти на новый уровень понимания устройства природы, следует отнести системный подход (общую теорию систем), кибернетику и теорию информации.
Но самым сильным толчком в развитии человечества было бы обнаружение внеземной цивилизации. Это возможно только в случае существования намного более развитой, чем мы, формы материи, прошедшей тысячи или миллионы лет научно-технического развития. Но пока мы не можем ответить на вопрос: Могут ли такие цивилизации встречаться во Вселенной достаточно часто? Мы лишь надеемся на положительный ответ (см. также п.5.5).
Поможем написать любую работу на аналогичную тему