- в корне изменились взгляды на материю, пространство, время и силу. Материя – единое абсолютно непрерывное бесконечное поле с силовыми точечными центрами (электрическими зарядами) и волновое движение в нем (колебания). Движение не есть механическое перемещение, а распространение колебаний в поле, которые описываются не законами механики, а законами электродинамики.
- пустого пространства нет, так как поле является абсолютно непрерывной материей. Реляционное понимание пространства и времени. Пространство и время зависят от материи.
- принцип близкодействия (Фарадей): любые взаимодействия передаются полем от точки к точке непрерывно и с конечной скоростью.
- принцип детерминизма стал включать понятие вероятности. Случайность – форма проявления необходимости.
- отказ от механистического редукционизма.
Квантово-релятивистская картина мира.
В современной физике в основе объяснения мира лежат две фундаментальные теории - квантовая теория и теория относительности Эйнштейна. Хотя они и пересекаются, но относятся к разным уровням наблюдения. Квантовая теория необходима для изучения явлений на микроуровне (атомы, ядерные и субъядерные феномены), теория относительности относится к астрономическим скоростям и расстояниям.
Характерные черты КРКМ:
- Корпускулярно-волновой дуализм.
- Основным материальным объектом является квантовое поле, переход которого из одного состояния в другое меняет число частиц. Основная особенность элементарных частиц – универсальная взаимозависимость и взаимопревращаемость.
- Движение – частный случай физического взаимодействия. Известны 4 вида фундаментальных физических взаимодействий: гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое. Они описываются на основе принципа близкодействия: взаимодействия передаются соответствующими полями от точки к точке, скорость передачи всегда конечна и не может превышать скорость света в вакууме (300 тыс. км/сек).
- Окончательно утверждается принцип относительности пространства и времени, зависимость их от материи. Пространство-время образуют единый четырехмерный континуум.
- Закономерность и причинность выступают в вероятностной форме, так называемых, статистических законов.
- В картину мира включается наблюдатель, от присутствия которого зависят исследуемые свойства объектов. Мир предстает как мыслеобраз.
К концу ХХ в. облик естествознания существенно изменился. Изменения в фундаментальных науках определяют общие контуры новой научной картины мира. Для нее характерны:
- глобальный эволюционизм – применение идеи развития ко всей материи, в том числе и Вселенной в целом. Эволюционная концепция проникла во все естественные науки – от физики до геологии. Возникающие в результате процессов дифференциации и интеграции новые научные дисциплины изначально эволюционны (экология, биогеохимия, антропология).
- рассмотрение всех процессов природы с точки зрения самоорганизации (теория самоорганизации – синергетика). Синергетика пытается открыть универсальный механизм, осуществляющий самоорганизацию как живой, так и неживой природы. Самоорганизация понимается как спонтанный (самопроизвольный) переход открытой неравновесной системы от менее сложных и упорядоченных форм организации к более сложным и упорядоченным. Открытые системы – это системы, которые обмениваются веществом, энергией с внешней средой. Неравновесные – это системы, которые находятся в состоянии, далеком от термодинамического равновесия (= максимальная энтропия, т.е. хаос).
- системность – принцип, согласно которому все в мире, в том числе и сама Вселенная, имеет системную организацию, т.е. образовано из множества элементов разного уровня сложности и упорядоченности. Для системы характерны: интегративность, иерархичность, субординация элементов.
- историчность означает принципиальную незавершенность научной картины мира.
Развитие естествознания вело к смене картин мира, а значит, к смене основных принципов и законов объяснения природы. Этот период развития естествознания принято называть революционным. Научная революция – это интенсивный период развития науки, ведущий к радикальным изменениям в системе знаний, в принципах и методах научного познания. Для научной революции всегда характерно возникновение кризисных ситуаций, связанных с коренной ломкой устоявшихся господствующих представлений о природе. В истории науки выделяют несколько типов научных революций:
частная – затрагивает одну область знания;
комплексная – затрагивает ряд областей знания;
глобальная – радикально меняет основания науки.
В истории науки глобальных революций было три: В VI – IV вв. до н.э. возникла наука как рациональный способ познания мира; ХVI-ХVII вв. – революция привела к созданию классического естествознания; ХХ в. – научно-техническая революция – вела не только к радикальным изменениям в науке и технике, но и к масштабным социально-экономическим преобразованиям, в том числе качественным изменениям в производительных силах общества.
Итак, глобальная научная революция означает «потрясение основ», в результате которого происходит смена парадигм. В истории развития естествознания принято выделять три глобальные научные революции и называть по именам ученых, сыгравших в них решающую роль: аристотелевская, ньютоновская и эйнштейновская.
В VI – IV вв. до н.э. возникла наука как рациональный способ познания мира. Аристотель создал формальную логику – науку о доказательстве, главный инструмент выведения и систематизации знания. Аристотель впервые предметно дифференцировал научное знание: отделил науки о природе от метафизики (философии) и математики. Аристотелевские нормы научности знания, способы обоснования в науке успешно использовались в течение 1000 лет, а законы формальной логики действуют и поныне.
Революция в естествознании, начавшаяся в 90-х гг. ХIХ в. и продолжавшаяся до середины ХХ в. также носила глобальный характер. Она началась в физике, а затем распространилась на все остальные науки.
I этап (90-е гг. ХIХ в. – 20-е гг. ХХ в.): были сделаны открытия, в корне изменившие научные представления о мире,-
электромагнитных волн (Герц);
коротковолнового электромагнитного излучения (Рентген);
радиоактивности (Беккерель);
электрона (Томсон);
светового давления (Лебедев);
идеи кванта (М. Планк);
создание теории относительности (Эйнштейн) и др.
Крушение прежних представлений о материи и ее строении, свойствах, формах движения и типах закономерностей, о пространстве и времени получило название «кризиса физики», которое обозначало кризис механистических оснований классической науки.
II этап (сер. 20-х гг. – 40-е гг. ХХ в.) – создание квантовой механики и соединение ее с теорией относительности в новой квантово-релятивистской картине мира.
III этап (40-е – 70-е гг. ХХ в.) - овладение атомной энергией, создание ЭВМ и кибернетики, начало освоения космоса и развитие космонавтики и др. Научная революция соединяется с технической, что приводит к НТР.
В настоящее время происходит очередная глобальная революция, в результате которой рождается новая наука – постнеклассическая, в которой сосуществуют несколько парадигм.
4. Классическое, неклассическое и постнеклассическое естествознание
Тенденции современного естествознания.
Классическая наука сложилась в результате революции ХVI – ХVII вв. и охватывает период с ХVIII в. по 20-е гг. ХХ в., т.е. до появления квантово-релятивистской картины мира.
Специфика классической науки:
- стремление к завершенной системе знаний;
- ориентация на классическую механику, ее законы и принципы;
- механическая картина мира: мир – гигантский механизм.
- механистический детерминизм, который трактовал все типы взаимосвязи и взаимодействий как механические и отрицал объективный характер случайности. (Б. Спиноза: случайным мы называем явление только по причине недостатка наших знаний о нем.) Следствием механистического детерминизма является фатализм – учение о всеобщей предопределенности явлений.
- субстанционализм – поиск первоосновы.
- принцип отражения – познание как зеркальное отображение действительности, следствием чего является признание объективности знания.
- принцип абсолютности знания – знание абсолютно достоверно, а потому и неизменно.
- Механицизм и метафизика: природа - неизменное, всегда тождественное, неразвивающееся целое. (Метафизика понимается здесь как познание явлений вне связи и вне развития.) Отсюда следует, что если все в мире подчиняется законам механики, то человек – тоже машина, а жизнь ничтожна и случайна. Все существующее подчиняется действию, так называемых, динамических закономерностей, которые повторяются в каждом конкретном случае и имеют однозначный характер. Механистический детерминизм абсолютизировал динамические закономерности. Утверждалось, что, зная состояние объекта в исходный момент времени, можно определенно предсказать его состояние в любой другой момент времени, т.е. механический процесс носит линейный характер, а время обратимо.
Основные черты неклассической науки (10-20-е гг. – 70-80-е гг. ХХ в.):
- отказ от классической механики как основы познания и объяснения действительности, замена ее квантово- релятивистскими теориями;
- разрушение классической модели мира – механизма. На смену пришла модель мира-мысли;
- смена стиля мышления как отказ от механистических и метафизических установок;
- вероятностный детерминизм выражается в отказе от динамических и введении статистических закономерностей. Статистические закономерности проявляются в массе явлений, имеют форму тенденции и описывают состояние объекта с определенной долей вероятности. Статистическая закономерность возникает как результат взаимодействия большого числа элементов и поэтому характеризует их поведение в целом. Необходимость здесь проявляется через действие множества случайных факторов. Пример статистических закономерностей – законы квантовой механики и законы в обществе и истории. Понятие вероятности в статистических закономерностях выражает степень возможности наступления, осуществимости явления или события в конкретных условиях. Вероятность – это количественное выражение (мера) возможности: если вероятность события равна единице, то это действительность, при вероятности ноль – наступление события невозможно, между единицей и нулем – вся шкала возможностей;