Эволюция естественнонаучной картины мира

Размещено на http://allbest.ru

1

Эволюция естественнонаучной картины мира

Содержание

1. Естественнонаучная и гуманитарная культуры

2. Научный метод

3. История естествознания и тенденции его развития

4. Развитие представлений о материи

5. Развитие представлений о движении

6. Развитие представлений о взаимодействии

Литература

1. Естественнонаучная и гуманитарная культуры

Исходным понятием всей дисциплины, а не только её первого модуля, является термин «культура», означающий исторически определенный уровень развития общества, творческих сил и способностей человека, выраженный в формах организации жизни и деятельности людей, а также в создаваемых ими духовных и материальных ценностях - продуктах соответствующих составляющих культуры (рис. 1):

Рис. 1 Составляющие культуры и их цели

С помощью понятия культуры обычно подчеркивают надприродный, чисто социальный характер человеческого бытия, ибо культура - это все, что создано человеком в добавление к природе, хотя и на её основе. Наглядной иллюстрацией данного тезиса может служить известное рассуждение античного мыслителя и поэта Лукреция из его дидактической поэмы «О при-роде вещей» («De rerum natura») - если, допустим, посадить в землю черенок оливы, то из него вырастет новая олива, но если закопать в землю скамейку из оливы, то вырастет отнюдь не скамейка, а опять же новая олива! В итоге сохранится только природная основа этого предмета, а чисто человеческая - исчезнет. Но не тривиальная мысль о хрупкости продуктов материальной культуры, создаваемых человеком, является моралью приведенного примера. Главное в другом - человеческая культура является результатом сначала познания (отображения) реального мира, природы (см. рис. 1), а затем, в зависимости от специфики полученного знания - его практического использования (там же). В соответствии с вышеописанной двойной (вечной при-родной и преходящей человеческой) сутью любых продуктов духовной куль-туры и выделяют две её составляющие.

Естественнонаучная культура изучает природу, в том числе и человека, как составляющую природы живой, в силу чего эту культуру образуют одноименные (естественные) науки - физика, химия, биология, геология и др. Следствием практического (коммерческого, см. рис.1) использования продукта этой культуры - естественнонаучного знания - является материальная культура и её продукты (там же). Гуманитарное же знание охватывает область явлений, в которых представлены свойства, связи и отношения только людей, как существ уже (в отличие от естественнонаучной культуры), во-первых, социальных (общественных), и, во-вторых - духовных (эмоциональных). Гуманитарная культура включает именно такие, изучающие двойную - коллективную и индивидуальную - суть человека науки (философию, историю, психологию и др.), а также искусство, религию, мораль, право и т.п., которые являются непременными атрибутами опять же человеческого бытия, в силу чего и входят составными частями в гуманитарную культуру.

Сопоставительный анализ двух культур как «наук о природе» и «наук о человеке» (табл. 1) показывает, что разнятся они практически всем - постановкой и целями исследований, инструментарием познания, способами доказательства достоверности получаемого знания, формой его представления, отношениями тех или иных наук с обществом и т.д. Суть некоторых, наиболее важных из приводимых в данной таблице пар признаков-антагонистов, следует пояснить.

Различие в объектах исследования - мир природы и мир человека - является основным и потому первым критерием выделения специфики двух культур. Не менее важны взаимоотношения объекта и субъекта исследования. В естествознании субъект (человек) и объект познания (природа) разделены - человек как бы наблюдает реальный мир со стороны, отстраненно. В гуманитарной же сфере субъект и объект познания могут совпадать частично (человек и общество) или полностью (человек и его духовный мир) со-ответственно.

Заслуживает упоминания и разница в степени устойчивости природных и гуманитарных объектов исследования. Первые по сравнению с масштабами человеческой жизни необычайно стабильны - физик, например, знает, что изучаемая им звезда или элементарная частица практически не изменились со времен античности. Точно так же появление нового вида растений или животных требует не одной сотни, а то и тысячи лет. Динамика же событий общественно и социально значимых вполне сопоставима с протяженностью жизни отдельного человека, а то и вообще может быть практически мгновенной. Так, среднее и старшее поколение россиян согласны с тем, что живут они совсем в другой стране по сравнению с той, в которой прошла их молодость. Можно привести примеры уникальных культурных явлений, массово и значимо изменивших эстетические вкусы людей - выход романа Дж. Джойса «Улисс», показ «Черного квадрата» К. Малевича, исполнение рок-оперы Э.-Л. Уэббера и Т. Райса «Иисус Христос - суперзвезда» и т.д.

Таблица 1

Различия между естественнонаучной и гуманитарной культурами

Объяснение - понимание. Все в природе жестко обусловлено конкретными причинно-следственными связями, поэтому объяснить природный процесс или явление - значит выявить их причины и установить закономерности, которым они подчиняются. Гуманитарная же культура имеет дело с предметом исследования не внешним, а внутренним по отношению к нам - явления духовные мы переживаем, как свои собственные.

Поэтому дела человеческие подлежат не рациональному объяснению, а эмоциональному пониманию - познавательной процедуре, в которой мы можем, как бы поставить себя на место другого, чтобы почувствовать и пережить, как он, восторг, страх, нежность, отвращение и т.д. Таким образом, истины в науках о природе доказываются отысканием доступных любому, одинаковых и убедительных объяснений. Истины же в гуманитарных науках лишь истолковываются каждым из нас индивидуально, и поэтому мера понимания (или непонимания) чьих либо эмоций не может быть одинаковой даже для двух произвольно взятых людей.

Объяснение и понимание, как разные функции исследования (см. выше) предполагают и такие же разные средства передачи информации, т.е. разный язык. Истины доказываются с помощью понятий, которые количественно описывают что-то общее в изучаемых процессах и явлениях при-роды. Масса, энергия, параметры движения тела, реакционная способность (валентность) химического вещества - все это численные категории, которыми оперирует наука, как своими понятиями. Под ценностями же пони-мают общественную или личностную значимость для человека тех или иных явлений природной и социальной реальности, т.е. некие идеалы, позволяющие оценивать поступки людей или предписывать, как им поступать. В отличие от понятий ценности (идеалы) у каждого человека свои, и что такое «хорошо» (ценно), а что такое «плохо» (не ценно), он решает сам, поэтому ценности - красота, справедливость, любовь, свобода и т.д. - количественной меры не имеют. Отсюда понятно, почему в гуманитарной культуре истины истолковываются с помощью ценностей - мы судим о поступках других, или о событиях общественной жизни сугубо индивидуально, сообразуясь только со своими представлениями об этом (с нашими ценностями). Также очевиден и тот факт, что, в отличие от гуманитарного знания, знание естественнонаучное может быть только математическим (см. табл. 1) - «Великая книга Природы написана языком математики» (Галилей).

С двумя последними вышеописанными чертами, иллюстрирующими разницу в содержании естественнонаучной и гуманитарной культур, тесно связана специфика применяемых ими методов исследования. Для первой характерен метод обобщающий (выделяющий общее в вещах), для вторых - индивидуализирующий (подчеркивающий неповторимость, уникальность явления).

Суть обобщающего или гипотетико-дедуктивного метода такова:

где Ф₁ , Ф₂ , … , Ф_n - совокупность фактов об изучаемом явлении;

Г - гипотеза (предположение, объясняющее их);

НФ - новый факт, который выводится (дедуцируется) из гипотезы Г, как подтверждение её правоты.

Гипотетико-дедуктивный метод характерен именно для естествознания, он - визитная карточка науки, поскольку является, как будет показано ниже в теме 2, одной из важнейших и обязательных составных частей, то есть приемом (способом) инструментария научного познания - научного метода.

Дедукция (переход от общего к частному) присутствует и в методе исследования, применяемом в гуманитарной культуре, поэтому его второе название - ценностно-дедуктивный метод:

где С₁, С₂, … , С_n - ситуации (их характеристика), в которых находится субъект (человек, социальная группа, общество и т.д.);

Ц₁, Ц₂, … , Ц_m - ценности, в соответствии с которыми совершаются поступки в ситуациях С₁, С₂, … , С_n;

П - поступок субъекта, предсказываемый толкованием ситуаций С_n, в которых он находится, с учетом его ценностей Ц_m.

Поскольку ценностно-дедуктивный метод - это способ интерпретации поступков, главным образом, людей, его еще называют прагматическим методом.

Учение о методах науки (прагматическом, научном, экспериментальном и др.) и их системной организации называется методологией познания. Как видно из табл. 1, методология познания у естественных и гуманитарных наук является разной во всех своих составляющих.

Естествознание потратило немало усилий, чтобы избавиться от присущего ему на первых порах антропоцентризма - представления о якобы центральном месте человека в мироздании в целом. Более точно представляя реальные масштабы и бесконечное разнообразие форм существования мира, некоторые нынешние естествоиспытатели позволяют себе сравнивать человечество со случайно возникшим налетом плесени на задворках одной из мелких галактик, затерявшейся на просторах необъятной Вселенной. Сравнение, возможно, обидное, но при объективной оценке масштабов человеческой деятельности во Вселенной, может быть, даже и почетное.

На таком фоне подлинное утешение и необходимую дозу самоуважения предоставляют человечеству лишь гуманитарные науки. В них человек по-прежнему находится в центре внимания, являет собой главную ценность и важнейший объект интереса. Он носитель уникальных качеств - разума, морали, гармонии, его внутренний мир соразмерен Вселенной. Гуманитарное знание антропоцентрично по своей сути.

Последним комментарием, иллюстрирующим разную сущность двух культур, является ответ на вопрос, поставленный на рис.1 - почему ресур-сом развития экономики является только естественнонаучная культура? Он очевиден - научное знание является единственно верным пониманием природных процессов и явлений, которое только и позволяет найти такие же единственно правильные и потому наиболее эффективные пути управления этими процессами и явлениями с хозяйственной (экономической) целью. Принцип любого управления - прежде чем пытаться чем-то руководить, надо это познать. Вся история науки - это предоставление человеку все новых и все более значимых возможностей экономического развития за счет увеличения объема и повышения достоверности её продукции - естественнонаучного знания (инструмента управления).

Несколько слов об организации науки, точнее, о принципе этой организации - дисциплинарном. Согласно ему вновь возникающие отрасли научного знания всегда обособлялись по предметному признаку - в соответствии с вовлечением в процесс познания новых фрагментов реальности. Вместе с тем, в этой системе «разделения труда» между научными дисциплинами существует особая группа наук, выполняющих противоположные, интегрирующие функции по отношению ко всем остальным разделам научного знания - математика («язык» всех наук), философия («мать» всех наук), кибернетика (общая теория управления), синергетика (универсальная теория эволюции) и т. д. Сейчас такой же особой, выделяемой не по предметному признаку, группой являются науки междисциплинарные, но об этом ниже. Большинство же наук по этому признаку, т.е. по объекту (предмету) исследования, делятся на три крупные группы - естественные, общественные и технические.

К естественным наукам (естествознанию - системе наук о природе) относят физику, химию, биологию, астрономию, геологию, медицину, географию и др. Их предметная область - все доступные человеку природные процессы, протекающие независимо от воли и сознания людей. Это самая сложная совокупность наук, поскольку представляет собой не просто арифметическую сумму отдельных фрагментов знания об одном объекте исследования, а систему наук о природе, взятых в единстве и взаимодействии, и представляющих собой одно целое. Продиктован такой системный подход наивысшей сложностью решаемой естествознанием задачи - познания реального мира. Аргументы в пользу целесообразности и эффективности использования именно такого подхода к решению данной задачи постараемся привести при изложении всех остальных разделов дисциплины «Концепции современного естествознания».

Общественные науки (обществознание - система наук об обществе и о человеке) изучают явления социальной жизни - деятельность людей, их мысли, чувства, ценности, возникающие социальные институты и процессы и т.д. В соответствии с такой своей сутью, делятся на две подгруппы - социальные науки (экономика, правоведение, социология, демография, политология, этнография, антропология и др.) и гуманитарные науки (философия, история, психология, культурология, педагогика, филология). Нетрудно видеть, что обе эти совокупности наук являются, естественно, составляющими гуманитарной культуры (см. выше).

Деление общественных наук на указанные две группы имеет основанием не только предмет исследования. Социальные науки по методологии познания тяготеют к наукам естественным - пользуются математическими методами исследования (см. табл. 1), пытаются разделять его объект и субъект (там же), добиваются однозначной интерпретации имеющегося эмпирического материала (также см. табл. 1). Гуманитарные же науки объективно ограничены именно гуманитарной методологией познания (там же).

Предмет исследования технических наук (материаловедения, технической механики, электротехники, сопротивления материалов, гидравлики, электроники, химической технологии и др.), точнее, их цель - создание эле-ментов материальной культуры - техники, технологии, товаров и услуг - путем коммерциализации научного знания (см. рис.1).

Существует также деление наук по их функциям - на науки фундаментальные и прикладные. И те, и другие в своем развитии проходят ряд стадий, на каждой из которых критериями этого развития выступают функции, последовательно осваиваемые науками той или иной группы по принципу «от простого к сложному» (или сверху вниз, как показано на рис. 2):

Рис. 2. Последовательность реализации наукой своих функций и их распределение между видами наук

Суть описательной функции науки - в изучении и фиксации свойств явления, объяснительной - в определении причин (в понимании или истолковании сути, см. табл. 1) этого явления. Содержание систематизирующей функции - отнесение получаемой информации к соответствующим классам и разделам научного знания как системы. Прогностическая функция науки - это её способность предсказывать поведение изучаемого объекта, а также предвидеть новые открытия на базе существующего знания. Последняя в эволюции фундаментальных наук (см. рис. 2) и наиболее сложно реализуемая их функция - мировоззренческая, заключающаяся в использовании полученных знаний для уточнения и повышения достоверности естественно-научной картины мира (см. тему 3).

Функции прикладных наук носят, как и положено по статусу последних, сугубо прагматический характер.

Управленческая- это воздействие на изученный (и только поэтому поддающийся управлению) процесс в хозяйственных (экономических) целях. Установили, например, в рамках фундаментальных исследований факт решающего влияния температуры на скорость катализа высокомолекулярных углеводородов, и химия нефти и газа (есть такая прикладная наука) разработала технологию высокотемпературного крекинга тяжелой нефти, которая позволяет его проводить максимально быстро, а, значит, и максимально дешево. А изготовленная (искусственно созданная, т.е. воспроизведенная) и прибыльно работающая установка высокотемпературного крекинга нефти (серийно выпускаемое промышленное оборудование) - это результат реализации практической функции этой прикладной науки. Данная функция - вершина, потому что только благодаря ей появляется принципиально новое оборудование - главный источник экономического развития - атомные реакторы, лазеры, томографы и др.

Соотношение классифицируемых по этим двум признакам наук очевидно. Естественные науки могут быть только фундаментальными, но, благодаря процессу коммерциализации своего продукта - научного знания (см. рис. 1) - они могут (конечно, не все и не сразу) «прорастать» в сугубо прикладные технические науки - классическая механика в детали машин и в аэродинамику, квантовая механика в промышленную электронику, биология в медицину и в биотехнологию и т.д.

Общественные науки, если и претендуют на статус прикладных, то только в части управленческой функции (см. рис. 2), и то не все и не в полной мере. Так, экономика пытается руководить социально-экономическими микро- и макросистемами, но, как показывает практика, разрабатываемые ею «рецепты» управления далеко не всегда приводят к успешному результату. Точно так же под вопросом и принадлежность экономики к наукам фундаментальным, поскольку предсказывать, на-пример, глобальные кризисы, т.е. выполнять прогностическую функцию (см. рис. 2), экономика, как оказалось, не умеет (последний мировой финансовый кризис 2008 года тому подтверждение).

Наконец, последней обособленной и самой новой (вторая половина 20 века) группой наук являются науки междисциплинарные, занимающиеся пограничными проблемами, предметные области которых едины для наук разных групп, описанных выше. Их появление - это естественное следствие развития процесса «разделения труда» в науке (см. выше), когда усложнение решаемых ею проблем (тоже процесс объективный) требует объединения усилий специалистов разных наук. Самый понятный пример такого рода - экологическая и социальная оценка коммерческих бизнес-проектов, т.е. сов-местная работа экологов, чиновников и экономистов с инженерами соответственно. То же самое - гуманитарная экспертиза работ генной инженерии, особенно в части, касающейся человека и т.д. В итоге в настоящее время имеется целый ряд наук, занимающих промежуточное положение, как между науками одной группы (астробиология, физическая химия), так и между науками разных групп (экономическая география, социальная психология, биоэтика).

Примером междисциплинарной формы знания является и дисциплина «Концепции современного естествознания», потому что решить свою задачу, о которой речь пойдет ниже, она сможет, только привлекая сведения из разных наук, причем, как это покажет освоение дисциплины, не только естественных. Наличие в единой человеческой культуре двух разнородных типов знания - естественнонаучного и гуманитарного (см. рис. 1) - неизбежно должно было инициировать вопрос - кто из них «главнее» и кто «нужнее»? До рубежа 19-20 веков ответ на него сводился к компромиссу - «мы разные (см. табл. 1), и в безобидном споре «физиков» и лириков» победителя нет».

Всё резко изменилось в 20 веке, особенно во второй его половине. Этот период характеризуется невиданным ростом производительных сил техногенной цивилизации - капитализма, который обеспечили достижения науки, коммерциализованные в виде новых, сверхпроизводительных и сверхмощных орудий труда. Продукты третьей промышленной революции (по концепции длинных волн макроэкономической конъюнктуры - 4 и 5 технологических укладов) - атомные реакторы, ИТ-технологии, космическая техника, лазеры и т.д. - стали достижениями именно естественнонаучной культуры. Гуманитарная же культура в этот период предъявить что-либо равноценное по значимости не смогла и в споре «физиков» и «лириков» вроде бы победили пер-вые, но эта победа оказалась пирровой.

Результатом успехов науки и техники стало появившееся во второй половине 20 века явление, называемое отчуждением (конфронтацией) естественнонаучной и гуманитарной культур, или просто проблемой двух культур.

Суть его - в разном отношении этих культур к породившему их реальному миру. Для гуманитарной культуры в этом плане ничего не изменилось, её цель, по-прежнему - познание человека и общества как составляющих этого мира (см. рис. 1) с использованием своих инструментов и методов (см. табл. 1). Такая цель предполагает пассивное отношение гуманитарной культуры к реальному миру, заключающееся только в его познании, т.е. созерцании и отображении (гносеология, теория познания).

Естественнонаучная же культура стала (причем, сама того не желая, см. ниже) инициатором активного отношения человека к реальному миру, ставящего целью познание, а потом эксплуатацию природы. «Природа не храм, а мастерская, и человек в ней - работник», слова, приписываемые И.В. Мичурину. Храмом природу по-прежнему считал гуманитарий, а мастерской стал полагать атеист-естественник. И вот когда этот «безбожник» увидел, что вручаемые ему наукой рабочие инструменты очень быстро становятся все более совершенными (впечатляющая динамика успехов коммерциализации научного знания за менее чем сто последних лет), он решил, что в этой мастерской (и с этой мастерской) он может делать все, что захочет.

Иными словами, следствием отчуждения двух культур стали оформившиеся во второй половине 20 века утрата человеком реальности мироощущения и формирование потребительского отношения к природе. С одной стороны, человек оказался морально не готов к тому, что современные средства разрушающего (а оно и не может быть иным!) воздействия на природу с хозяйственной целью необходимо применять осторожно, так как сила этого деструктивного воздействия уже соизмерима с силами конструктивными, обеспечивающими устойчивость и стабильность этого мира. Есть вещи поважнее, чем прибыль, например, инстинкт самосохранения, но, как показывает практика мировой экономической деятельности, такой довод сейчас никого не убеждает.

Поэтому, с другой стороны, человек считает себя хозяином мира, который бесконтрольно и безвозмездно изымает любые ресурсы из окружающей среды. Действительно, имея в руках технику, которая может срыть гору, повернуть вспять реку, осушить болото или, наоборот, обводнить пустыню, трудно не возомнить себя богом. А если вспомнить про оружие массового поражения, с помощью которого простым нажатием кнопки можно уничтожить все живое, например, на целом континенте, то тем более.

Очевидно, что не наука виновата в таком положении дел. Процесс познания с неизбежной коммерциализацией получаемого научного знания (см. рис. 1) остановить не дано никому, поэтому наука и впредь будет вручать человеку все более совершенные орудия труда, и его задача, как пользователя, применить их умно, то есть на благо всем, а не в угоду чьим-то узким корыстным или политическим интересам.

Как тут не вспомнить профессора Преображенского - «разруха не в домах, разруха в головах», то есть первое есть следствие второго, как причины. Разруха в домах налицо - кризисное состояние биосферы имеет причиной только одно - человек не желает жить по средствам, он желает только тратить её ресурсы и загрязнять окружающую среду. Поскольку, как известно, лечить надо не следствие болезни, а её причину, то необходимо решить, что делать с разрухой в головах, а до того желательно выяснить - кто виноват, если наука ни при чем?

Ответы на эти два извечных русских вопроса очевидны. Кто виноват - виноваты все мы, наше равнодушие, лень, упование на «авось пронесет» и неистребимая склонность к халяве (нежелание платить по счетам). Что делать тоже понятно - раз первопричиной всего является отчуждение культур (см. выше), то необходимо его преодолеть, то есть осуществить гуманизацию науки.

Данный термин означает взаимно полезное и конструктивное сотрудничество обеих культур в последовательном решении двух задач. Сначала на этапе профессионального образования у гуманитария-управленца (экономиста, юриста, менеджера, чиновника) должно быть сформировано естественнонаучное мировоззрение на основе истинных (научных) знаний о реальном устройстве мира, с тем, чтобы будущий руководитель трезво представлял себе место человека в этом мире и ограниченность его ресурсов с точки зрения удовлетворения наших потребностей.

Именно эту задачу была призвана решать появившаяся в начале 90-х годов прошлого века во всех без исключения гуманитарных программах высшего профессионального образования России дисциплина «Концепции современного естествознания». Её цель - это «прививка от безумия» будущему руководителю, гарантия непринятия им в будущем невежественных в плане естественнонаучной грамотности, а потому убийственных для всех нас управленческих решений любого уровня.

Примечательно, что с момента своего появления в учебных планах, в частности, экономистов данная дисциплина вызывала и вызывает у обучающихся просто дикое отторжение и неприятие, что свидетельствует о трудности решения первой (см. выше) задачи - стереотип дармоеда и иждивенца очень привлекателен и потому колоссально живуч.

Но решить первую задачу необходимо, поскольку это - непременное условие решения задачи второй, когда на основе грамотного в естественно-научном плане руководства хозяйственной (экономической) деятельностью будут сформированы равноправные (партнерские) отношения с природой, т.е. устранен однобокий подход к ней, как к кладовой бесплатных ресурсов. Это уже задача профессиональной деятельности управленца, воспитанного правильно (см. выше), понимающего, что за все в жизни надо платить, и любое изъятие природных ресурсов должно быть полностью компенсировано без ущерба для устойчивости этой природы.

Гуманизация науки позволит сформировать единую, т.е. преодолевшую отчуждение своих двух составляющих, культуру, предполагающую, что естественнонаучное мировоззрение и обеспечиваемое на его основе взаимовыгодное сосуществование природы и человека станут нормой для всех, а не только для самых умных и образованных. Будет решена задача человечества - задача устойчивого развития. Она, как самая главная из стоящих перед ним проблем, уже неоднократно озвучена в довольно многочисленных документах ООН, посвященных концепции устойчивого развития.

Эта концепция подробно будет рассмотрена в последнем разделе данного лекционного курса, т.к. убедить обучающихся в том, что она есть единственный выход человечества из того глобального - экономического, социально-политического и экологического - кризиса, в котором оно оказалось (при-чем, только по собственной вине!), можно лишь после того, как они составят себе правильное представление о реальном мире, который именно от них, как от грамотных в этом отношении руководителей, ждет решения задачи устойчивого развития.

2. Научный метод

Как было показано в предыдущем разделе, научное знание является единственным источником экономического развития (см. рис. 1) на стадии реализации прикладными науками своих функций - управленческой и практической (см. рис. 2).

Там же был дан ответ на вопрос, почему подобную задачу может решить знание научное, и не обладает такой возможностью знание гуманитарное - потому что первое есть единственно верное понимание реального мира, только поэтому позволяющее эффективно управлять его процессами с хозяйственной (экономической) целью (см. табл. 1).

Данное утверждение рождает вполне закономерный вопрос - как наука гарантирует истинность - главное качество своего продукта - научного знания? Ответ известен - независимо от того, что исследует ученый, он пользуется универсальным инструментом познания, который при правильном его применении (обязательное условие!) всегда обеспечит стопроцентную достоверность результатов этого исследования (познания).

Данный инструмент, как единственный выход из лабиринта, как фонарь, освещающий путь бредущему в темноте путнику (Ф. Бэкон), называется научным методом.

Реализуется в два этапа, соответствующих разным уровням получаемого с его помощью научного знания (табл. 2).

Таблица 2

Содержание и результаты этапов научного метода

В качестве важных комментариев к ней добавим только, что природа неисчерпаема по своей сложности - одна из величайших мыслей самой значимой - античной - философии, блестяще подтвержденная и подтверждаемая наукой вплоть до наших дней.

В силу этого эмпирические объекты - фрагменты окружающей нас реальности, природные процессы и явления - не могут быть познаны до конца в рамках сколь угодно сложного и долгого эмпирического исследования (подтверждение ещё одного важнейшего постулата философии о недосягаемости для человека абсолютной истины), поэтому предметом данного исследования всегда выступает не эмпирический объект вообще, а конкретное, т.е. выделенное в рамках именно этого конкретного исследования количество свойств данного объекта.

Идеализированные же объекты - это понятия и образы, с помощью которых, как языковых средств, на теоретическом этапе строится логика, объясняющая, наоборот, общую суть изучаемого процесса или явления.

Поскольку строится такое объяснение впервые, существующие научные термины и определения для этого не годятся, как не подходят слова одного языка для объяснения на другом. Вот наука и вынуждена создавать понятия, которых нет и никогда не будет в природе, но построенное с их помощью объяснение какого-либо её явления или процесса будет понятным и убедительным (логичным, то есть) для всех. Примерами подобных идеализированных объектов являются материальная точка, идеальный газ, абсолютно черное тело и другие понятия, преимущественно, физики, как науки, занимающейся объяснением наиболее сложных процессов и явлений природы.

Таким образом, научный метод - это совокупность приемов, применяемых исследователем (ученым) для получения истинного (научного) знания. Для каждого из этапов научного метода данные приемы свои. Так, к приемам (способам) эмпирического этапа относят:

· наблюдение - целенаправленное (т.е., имеющее задачей исследование только выделенных для этого свойств эмпирического объекта, см. выше) восприятие явлений объективной действительности;

· описание - фиксация (закрепление и передача) результатов наблюдения и / или эксперимента (см. ниже) с помощью знаковых средств (слов, чи-сел, графиков, схем фотографий и др.);

· измерение - сравнение исследуемых объектов по их сходным (имеющим одинаковые единицы и интервалы измерения) свойствам и сторонам;

· эксперимент - наблюдение в специально создаваемых и контролируемых условиях в целях установления причинной связи между этими условиями и свойствами (сторонами) исследуемого объекта. В модельном эксперименте исследованию подвергается не сам подобный объект, а заменяющая его модель - реально существующая или искусственно созданная система, которая, замещая оригинал, находится с ним в отношениях сходства (подобия), благодаря чему экспериментальное изучение модели позволяет получать достоверную информацию об этом оригинале, как об объекте эмпирического исследования. В качестве примера модельного эксперимента можно привести испытания моделей фюзеляжей самолетов или кузовов автомобилей в аэродинамической трубе;

· проверка на воспроизводимость - подтверждение достоверности данных наблюдения или эксперимента с точки зрения их фальсифицируемости, т.е. возможности быть опровергнутыми практикой - повторением сколь угодно большое количество раз данного наблюдения или эксперимента любым исследователем (или даже просто сомневающимся) в любое время. Если проверяемые подобным образом эти данные не подтверждаются неоднократной их фиксацией с помощью хотя бы одного из пяти органов чувств человека - зрения, слуха, обоняния, осязания или вкуса - они достоверными не признаются, т.е. фальсифицируются. Приемом подтверждения достоверности эмпирических данных является также их статистическая обработка. Данные наблюдения или эксперимента, прошедшие проверку на воспроизводимость, получают статус эмпирического факта - промежуточной формы опытного (полученного наблюдением) или экспериментального научного знания, содержащего объективную и достоверную, т.е. нефальсифицированную, информацию о внешних общих свойствах и признаках изучаемых явлений и процессов (см. табл. 2);

· эмпирические факты, как следует из той же таблицы 2, подлежат последней в рамках эмпирического этапа процедуре, а именно, первичной рациональной обработке с помощью индукции - способа рассуждения или приема получения конечного продукта данного этапа - эмпирического научного знания, как общего (отсюда и второе его название - «индукционистское знание», там же), делаемого на основе обобщения всех этих частных фактов, вывода. Следствием индукции, как приема сворачивания информации (первичного объема обобщаемых эмпирических фактов), является создание качественно новой формы знания, вмещающей бульшее его количество, чем старые. Эта форма носит название эмпирического закона или эмпирической зависимости.

· Данные термины отнюдь не синонимы, поскольку эмпирический закон имеет, как правило, словесную (вербальную) форму, получаемую с помощью классификации - наиболее важного вида систематизации, заключающейся в разделении эмпирических фактов на отдельные группы в соответствии с каким-либо важным для их обобщения признаком. Эмпирическая же зависимость выражена всегда в математической форме, получаемой посредством эмпирического обобщения - приема мышления, в результате которого устанавливаются общие свойства и признаки изучаемых объектов, как функций аргументов - внешних условий наблюдения или эксперимента. В качестве приемов уже эмпирического обобщения можно назвать ту же статистическую обработку или аппроксимацию.

Последовательность использования приемов (способов) эмпирического этапа в процессе получения соответствующих данному этапу промежуточной и итоговых форм научного знания показана на рис. 3. Эмпирическими законами являются, например, первые законы в области электричества и магнетизма или современные психологические теории. Такие же примеры вербальной формы результата индукции эмпирических фактов - это первое и второе начала классической термодинамики, физиологическая теория И.П. Павлова, эволюционная теория Ч. Дарвина или периодический закон Д.И. Менделеева. Общее, что роднит эти законы физики, биологии и химии - прием, с помощью которого они были получены.

Так, выделенный Менделеевым классификационный признак - атомный вес химического элемента - позволил «свернуть» хаотические и многочисленные сведения о свойствах этих элементов (эмпирические факты), полученные в разное время, в разных местах и разными исследователями (порою, даже не учеными, а просто наблюдательными и любознательными людьми), в компактную (три строчки в школьном учебнике химии) словесную формулировку, и в такую же, всего в две страницы объемом (там же), классификацию (периодическую систему) химических элементов.

Рис. 3. Последовательность реализации эмпирического этапа научного метода

Более того, полученная Дмитрием Ивановичем система тут же проявила свои эмерджентные (свойственные только системе, как единому целому) качества, чего не могло быть присуще исходной, послужившей основой для ее создания, бессистемной информации (совокупности эмпирических фактов), а именно, предсказала не просто существование еще не обнаруженных химических элементов, но и их свойства.

Примером индукционистского закона в виде эмпирической зависимости можно назвать результат обобщения Галилеем результатов своих экспериментов по сбрасыванию тел с Пизанской башни - что время падения тела не зависит от его веса, и с одинаковой высоты h тела неравного веса падают с одной и той же скоростью v, равной v² = 2gh, где g - ускорение свободного падения.

Еще раз напомним, что с помощью эмпирического исследования воз-можно только фиксирование внешних общих признаков свойств и явлений (см. табл. 2). Выявить же внутренние механизмы, определяющие связь и природу эмпирических фактов, т.е. объяснить их (там же), позволяет лишь теоретический уровень познания, как более высокий по отношению к уровню эмпирическому.

Так, если обратиться к приведенному выше примеру периодического закона Д.И. Менделеева, как к случаю, без преувеличения, блестящей реализации в его лице систематизирующей и прогностической функций науки (см. рис. 2), то в отношении функции объяснительной (там же) такого не получилось - почему одна группа родственных химических эле-ментов в данной последовательности их расположения обязательно сменяется другой, и почему именно в этом месте и именно при таком количестве разных элементов в их смежных группах - ответов на эти логичные вопросы, напрямую вытекающие из данной системы, как результата именно эмпирического этапа, ни она, ни являющийся ее основой периодический закон дать не смогли.

Точно такой же, на уровне «детской», т.е. наипростейшей логики, вопрос, как следствие эмпирического обобщения Галилея, можно задать ему (Галилею), и тоже не получить ответа - почему с Пизанской башни тела разного веса падают вниз с одной и той же скоростью? Ответы на подобные «детские» вопросы, как на самые трудные, поскольку логика этих ответов должна быть тоже «по-детски» понятной, т.е. убедительной для всех, и призван дать теоретический этап научного метода

Еще одним ограничением, присущим эмпирическим законам, является их противоречие новым эмпирическим фактам, которые в качестве исходной информации при получении данных законов путем индукции не фигурировали, поскольку их просто ещё не было.

Такие новые факты, как результаты более поздних, по отношению к ранее сформулированным эмпирическим за-конам, наблюдений или экспериментов, не вписываются в зафиксированную данными законами регулярность.

Тут также на помощь призывается теоретический этап для того, чтобы мысленно перестроить известную реальность (существующие эмпирические законы) так, чтобы выпадающие из неё факты вписались в иную, уже теоретического происхождения, схему и перестали противоречить выше упомянутым законам. Если такая схема удачна, то есть снимает данное противоречие, она получает статус гипотезы (см. табл. 2), а если, что ещё лучше, позволяет предсказывать получение новых, нетривиальных фактов (например, свойств эмпирических объектов, не поддающихся наблюдению и измерению) - статус закона или даже теории (там же).

Примером разрешения подобного противоречия является трансформация представлений о наследственности. Эволюционная теория Дарвина на основе обобщения множества совершенно достоверных эмпирических фактов трактовала передачу наследственных признаков по принципу усреднения или смешивания, когда скрещивание, допустим, растений с белыми и красными цветками дает гибриды следующего поколения с цветками розовыми.

Однако из ряда эмпирических фактов, рисующих убедительную картину подобного «розового» усреднения наследуемых признаков выбивались не менее четко и достоверно фиксируемые случаи пусть не частого, но обязательного появления гибридов с чисто белыми или с полностью красными цветками.

При усредняющемся наследовании такого быть не могло - смешав кофе с молоком нельзя в результате получить чисто черную или полностью белую жидкость! Кроме этого противоречия принцип усреднения наследуемых при-знаков еще и запрещал естественный отбор - это Дарвину математически строго доказал британский инженер Ф. Дженкин. Действительно, усреднение при скрещивании означает, что любой, даже самый выгодный для организма признак, появившийся в результате мутации - внезапного изменения наследственной информации под воздействием внешних признаков - закрепиться и уцелеть в популяции не может, он должен исчезнуть тем быстрее, чем в бульшем количестве гибридов следующих поколений, которые этой мутации не испытали, он в результате усреднения «растворится». Дарвину «кошмар Дженкина» отравлял всю оставшуюся жизнь, но опровергнуть инженера ученый так и не смог.

А ответ-то был, причем еще при жизни Дарвина, обрати он внимание на труды своего современника Г. Менделя. Тогда бы он и факты появления красных и белых цветков в большом букете цветков розовых объяснил, и «кошмар Дженкина» разогнал, а к своей известности как естествоиспытателя добавил бы еще и славу создателя генетики. По Менделю, передача от поколения к поколению наследуемых признаков идет не усредняющимся, а расщепляющимся порядком с помощью большого числа дискретных частиц, сегодня называемых генами. Случайная комбинация генов, в полном соответствии с законом нормального распределения Гаусса, может привести к появлению гибридов с признаками только одного из «родителей» (крайние зоны кривой Гаусса, рис. 4).

Рис.4. Схема наследования по Г. Менделю

А наблюдаемое в большинстве случаев (средняя зона этой же кривой, там же) более или менее равномерное «смешивание» наследуемых признаков является, опять же в полном соответствии с теорией вероятности, наиболее представительным.

Точно так же данная гипотеза Менделя «спасает» и естественный отбор - случайно приобретенный признак в популяции уцелеть может, поскольку математика (см. выше) это допускает, хотя и с известной долей вероятности.

Для создания гипотез и других форм теоретического знания (см. табл. 2) на данном этапе используется иной (там же) инструментарий:

· абстрагирование - прием мышления, заключающийся в отвлечении от несущественных, незначимых для субъекта познания («теоретика», реализующего теоретический этап) свойств (черт, сторон, качеств) исследуемого объекта с одновременным выделением тех его свойств, которые представляются важными в контексте исследования. Абстрагирование является очень эффективным инструментом теоретических исследований, позволяющим хирургически точно «вырезать» из хаоса множества реальных свойств изучаемого объекта именно те, которые представляют его сущность. А поскольку подобная «хирургическая» операция - один из вариантов первого шага процесса создания идеализированного объекта (см. табл. 2), то она имеет синоним «идеализация» (там же);

· другой вариант такого же шага - это аналогия - прием познания, при котором наличие сходства (совпадение свойств) нетождественных объектов позволяет предположить их сходство и в других чертах или качествах. Но, как и абстрагирование, «аналогия не есть доказательство» (Аристотель), поскольку это доказательство - прерогатива следующего приема теоретического этапа;

· гипотетико-дедуктивный метод (см. тему 1) - это вторичная (см. выше) и главная рациональная обработка данных уже не только эмпирического, но и частично (после абстрагирования или аналогии) теоретического этапа, позволяющая почти (почему не в полной мере - об этом ниже) решить его главную задачу - построить логику, объясняющую с помощью созданного для этого уже законченного (см. выше) идеализированного объекта природу изучаемого предмета с учетом всей имеющейся на момент построения данной логики информации о нем. Результатом гипотетико-дедуктивного метода является первый по времени получения продукт дедукционистского знания - гипотеза (см. табл. 2) - предположение, объясняющее ряд эмпирических и/или теоретических фактов;