Относительная самостоятельность развития естествознания проявляется в том, что сам процесс познания совершается от явлений - к сущности и от менее глубокой сущности - к более глубокой.
В науке одни научные идеи вытекают из других. Так, например, раз физики начали «ковыряться» в атомном ядре, это непременно привело бы к созданию атомной бомбы, что и наблюдалось в действительности.
Все физические теории в оптике связаны с развитием учения о природе света, которое прошло сложный и далеко не гладкий путь.
1. Первые теории о природе света были предложены И. Ньютоном (1672-1676 гг.) - свет как поток корпускул (частиц) - корпускулярная теория света, - и X. Гюйгенсом (1678 г.) - волновая теория света. Обе теории опирались на одни и те же факты, и каждая по-своему, но одинаково хорошо объясняла их.
2. Изучение света привело к открытию явлений дифракции и интерференции света О. Френелем и Ара-го (1815-1818 гг.), которые склонили чашу весов в сторону волновой теории, так как хорошо объяснялись именно с этой точки зрения.
3. Исследования явления поляризации света и доказательство поперечности световых волн О. Френелем (1815-1821 гг.) также опирались на эту теорию. Впоследствии эти явления нашли широкое применение в науке и технике.
4. Однако открытие в 1887 г. Г. Герцем явления фотоэффекта и исследование его А. Г. Столетовым в 1888 г. показало, что первый закон фотоэффекта не может быть объяснен с волновой точки зрения.
5. В 1865 г. Дж. Максвелл установил электромагнитную природу света, в 1905 г. А. Эйнштейн создал квантовую теорию света. Обнаружение примерно в это же время Л. де Бройлем волновых свойств у элементарных частиц (дифракции электрона) позволило установить, что свет обладает двойственной природой, т.е. ему присущи и волновые и квантовые свойства, что получило название корпускулярно-волнового дуализма (см. ТЕМУ 3.8).
Таким образом, относительно независимые исследования привели к более глубокой сущности, но это был установлено не из потребностей производства, хотя в дальнейшем получило колоссальное применение, например, использование солнечных батарей в космосе основано на явлении фотоэффекта и т.п.
Помимо относительной самостоятельности развития науки существует проблема преемственности научных знаний. Наука - продукт деятельности многих поколений людей, она отражает преемственность в развитии материальной культуры. При этом содержание прежних знаний о природе получает дальнейшее развитие и обобщение.
Так, например, одно из основных положений молекулярно-кинетической теории во времена М. Ломоносова гласило: «Все вещества состоят из молекул и атомов». В дальнейшем ученые установили, что молекулы и атомы, в свою очередь, состоят из более мелких элементарных частиц и этот процесс деления все больше углубляется. То есть открытые в конце XIX - начале XX в. такие составные части атома, как электрон, протон, нейтрон, многими физиками рассматривались как абсолютно простые бесструктурные точечные образования, но дальнейшее развитие физики показало чрезвычайную сложность элементарных частиц.
Другой пример. В связи с новыми открытиями в области биологии, раскрытием молекулярных механизмов наследственности и изменчивости, объяснением роли нуклеиновых кислот потребовалось не только дополнение научного аппарата, но и уточнение некоторых теоретических положений о жизнедеятельности. Так было дополнено положение Ф. Энгельса о том, что жизнь есть способ существования не только белковых тел, но и нуклеиновых кислот.
Зададимся вопросом, что же и как использует наука из предыдущего опыта? Это:
добытые факты;
методы исследований;
гипотезы, теории, понятия.
Наука развивает их дальше. Каждая наука опирается на законы (например, в основе динамики лежат три закона Ньютона); есть законы сохранения энергии, массы и т. д. (подробно этот материал рассмотрен в ТЕМЕ 10 настоящего курса). Эти законы неизбежно переносятся из одной системы в другую. А в новых системах появляются новые законы. Так, например, в микромире появляются законы сохранения спина, барионного, т.е. ядерного заряда, странности и т. п. (см. ТЕМУ 10.2.1.5).
Преемственность в развитии идей и принципов естествознания, теорий и понятий, методов и приемов исследования отражает неразрывность всего познания природы. Непонимание этого влечет за собой нигилистическое отношение к естествознанию предшествующих эпох, к утрате способности находить исторические корни современных воззрений.
При соблюдении принципов преемственности содержание прежних знаний о природе получает дальнейшее развитие и обобщение, преодолеваются прежние универсализация, абсолютизация законов и принципов, носящих в действительности лишь ограниченный характер.
Новые идеи, принципы, гипотезы, теории, законы не сразу утверждаются в науке и получают признание (вспомним, например, волновую и квантовую природу света И. Ньютона и X. Гюйгенса). Ученый не сразу находит искомое, идет не прямым путем, а преодолевает ряд заблуждений, ошибок, неправильных взглядов и, наконец, приходит к истине. Эти ошибки и заблуждения в процессе познания не только возможны, но и неизбежны. Никогда не ошибается только очень осторожный ученый, но зато он никогда и не открывает ничего нового.
Развитие техники и возникновение новых средств и методов исследования приводят к открытиям ранее неизвестных в науке явлений, фактов, не укладывающихся в рамки старых представлений. Поэтому необходимым условием развития естествознания является свобода критики, беспрепятственное обсуждение любых спорных вопросов, неясностей, открытое столкновение мнений с целью выяснения истины путем свободных дискуссий, что и способствует творческому решению возникающих проблем. Вот почему огромное значение имеют всякого ранга конференции, школы-семинары, где ученые обмениваются мнениями и сообщают о последних достижениях в той или иной отрасли знаний.
Наука интернациональна по своим задачам и сущности, по тем задачам, которые перед ней стоят, и конечным целям. Она необходима для формирования мировоззрения.
Конечные цели науки:
познавать мир;
облегчать труд;
улучшать условия жизни людей.
Естественно, что это не может касаться только одной страны. Это относится ко всем нациям в целом.
Свое мировоззрение, т.е. определенное представление о мире, человек формирует в своем сознании на основании знаний о мире, накопленных человечеством за всю историю своего существования, а также на основании личного опыта. Мировоззрение человека находится в постоянном развитии, оно может существенно меняться под влиянием открытий в области естественных и гуманитарных наук. Гуманистическое общество не предъявляет жестких требований к мировоззрению человека, считая это его личным делом. Во всем этом и проявляется интернациональный характер развития науки.
Одной из закономерностей развития естествознания является взаимодействие естественных наук, взаимосвязь всех отраслей естествознания. Наука, таким образом, единое целое.
Главными путями взаимодействия являются следующие:
изучение одного предмета одновременно несколькими науками (например, изучение человека);
использование одной наукой знаний, полученных другими науками, например, достижения физики тесно связаны с развитием астрономии, химии, минералогии, математики и используют знания, полученные этими науками;
использование методов одной науки для изучения объектов и процессов другой. Чисто физический метод - метод «меченых атомов» широко применяется в биологии, ботанике, медицине и т. д. Электронный микроскоп используется не только в физике: он необходим и для изучения вирусов. Явление парамагнитного резонанса находит применение во многих отраслях науки. Во многих живых объектах природой заложены чисто физические инструментарии, например, гремучая змея имеет орган, способный воспринимать инфракрасное излучение и улавливать изменения температуры на тысячную долю градуса; у летучей мыши есть ультразвуковой локатор, позволяющий ей ориентироваться в пространстве и не натыкаться на стены пещер, где она обычно обитает; мыши, птицы и многие животные улавливают инфразвуковые волны, распространяющиеся перед землетрясением, что побуждает их покидать опасный участок; буревестник же, наоборот, воспринимая волны низкой, инфразвуковой частоты, «гордо реет» над простором моря и т.д.;
взаимодействие через технику и производство, осуществляемое там, где используются данные нескольких наук, например, в приборостроении, кораблестроении, космосе, автоматизации, военной промышленности и т.д.;
взаимодействие через изучение общих свойств различных видов материи, ярким примером чему служит кибернетика - наука об управлении в сложных динамических системах любой природы (технических, биологических, экономических, социальных, административных и т. п.), использующих обратную связь. Процесс управления в них осуществляется в соответствии с поставленной задачей и происходит до тех пор, пока цель управления не окажется достигнутой (подробно этот материал изложен в ТЕМЕ 16).
В процессе развития человеческого познания наука все больше дифференцируется на отдельные отрасли, изучающие частные вопросы многогранной действительности. С другой стороны, наука вырабатывает единую картину мира, отражающую общие закономерности его развития, что приводит к более широкому синтезу наук, т.е. все более углубленному познанию природы.
Единство мира лежит в основе единства наук, к которому в конечном счете направлено развитие знания на каждом отдельном витке человеческого познания. Путь к единству наук лежит через интеграцию ее отдельных отраслей, что предполагает интеграцию различных теорий и методов исследования.
Таким образом, в процессе развития современных наук процессы дифференциации переплетаются с процессами интеграции наук: физика подразделяется на механику, а та, в свою очередь, на кинематику, динамику и статику; молекулярную, атомную, ядерную физику, термодинамику, электричество, магнетизм, оптику и т.д.; медицинские институты готовят врачей самых разных специальностей: терапевтов, хирургов, психиатров, кардиологов, окулистов, урологов и т.д. - спектр специализаций очень широк, но любой выпускник медицинского института - врач.