Современная естественнонаучная картина мира
ств совершенно исключалось. Но под давлением
неопровержимых экспериментальных результатов ученые вынуждены были
признать, что микрочастицы одновременно обладают как свойствами корпускул,
так и волн.
В 1925—1927 г. для объяснения процессов, происходящих в мире мельчайших
частиц материи — микромире, была создана новая волновая, или квантовая
механика. Последнее название и утвердилось за новой наукой. Впоследствии
возникли и разнообразные другие квантовые теории: квантовая
электродинамика, теория элементарных частиц и другие, которые исследуют
закономерности движения микромира.
3. Теория относительности
Другая фундаментальная теория современной физики — теория
относительности, в корне изменившая научные представления о пространстве и
времени. В специальной теории относительности получил дальнейшее применение
установленный еще Галилеем принцип относительности в механическом движении.
Согласно этому принципу, во всех инерциальных системах, т.е. системах
отсчета, движущихся друг относительно друга равномерно и прямолинейно, все
механические процессы происходят одинаковым образом, и поэтому их законы
имеют ковариантную, или ту же самую математическую форму. Наблюдатели в
таких системах не заметят никакой разницы в протекании механических
явлений. В дальнейшем принцип относительности был использован и для
описания электромагнитных процессов. Точнее говоря, сама специальная теория
относительности появилась в связи с преодолением трудностей, возникших в
этой теории.
Важный методологический урок, который был получен из специальной теории
относительности, состоит в том, что она впервые ясно показала, что все
движения, происходящие в природе, имеют относительный характер. Это
означает, что в природе не существует никакой абсолютной системы отсчета и,
следовательно, абсолютного движения, которые допускала ньютоновская
механика.
Еще более радикальные изменения в учении о пространстве и времени
произошли в связи с созданием общей теории относительности, которую нередко
называют новой теорией тяготения, принципиально отличной от классической
ньютоновской теории. Эта теория впервые ясно и четко установила связь между
свойствами движущихся материальных тел и их пространственно-временной
метрикой. Теоретические выводы из нее были экспериментально подтверждены во
время наблюдения солнечного затмения. Согласно предсказаниям теории, луч
света, идущий от далекой звезды и проходящий вблизи Солнца, должен
отклониться от своего прямолинейного пути и искривиться, что и было
подтверждено наблюдениями. Нужно отметить, что общая теория относительности
показала глубокую связь между движением материальных тел, а именно
тяготеющих масс и структурой физического пространства — времени.
4. Учение о самоорганизации
Научно-техническая революция, развернувшаяся в последние десятилетия,
внесла много нового в наши представления о естественнонаучной картине мира.
Возникновение системного подхода позволило взглянуть на окружающий нас мир
как единое, целостное образование, состоящее из огромного множества
взаимодействующих друг с другом систем. С другой стороны, появление такого
междисциплинарного направления исследований, как синергетика, или учение о
самоорганизации, дало возможность, не только раскрыть внутренние механизмы
всех эволюционных процессов, которые происходят в природе, но и представить
весь мир как мир самоорганизующихся процессов. Заслуга синергетики состоит
прежде всего в том, что она впервые показала, что процессы самоорганизации
могут происходить в простейших системах неорганической природы, если для
этого имеются определенные условия (открытость системы и ее
неравновесность, достаточное удаление от точки равновесия и некоторые
другие). Чем сложнее система, тем более высокий уровень имеют в них
процессы самоорганизации. Так, уже на предбиологическом уровне возникают
автопоэтические процессы, т.е. процессы самообновления, которые в живых
системах выступают в виде взаимосвязанных процессов ассимиляции и
диссимиляции. Главное достижение синергетики и возникшей на ее основе новой
концепции самоорганизации состоит в том, что они помогают взглянуть на
природу как на мир, находящийся в процессе непрестанной эволюции и
развития.
В каком отношении синергетический подход находится к общесистемному?
Прежде всего подчеркнем, что два этих подхода не исключают, а наоборот,
предполагают и дополняют друг друга. Действительно, когда рассматривают
множество каких-либо объектов как систему, то обращают внимание на их
взаимосвязь, взаимодействие и целостность.
Синергетический подход ориентируется на исследование процессов изменения
и развития систем. Он изучает процессы возникновения и формирования новых
систем в процессе самоорганизации. Чем сложнее протекают эти процессы в
различных системах, тем выше находятся такие системы на эволюционной
лестнице. Таким образом, эволюция систем напрямую связана с механизмами
самоорганизации. Исследование конкретных механизмов самоорганизации и
основанной на ней эволюции составляет задачу конкретных наук. Синергетика
же выявляет и формулирует общие принципы самоорганизации любых систем и в
этом отношении она аналогична системному методу, который рассматривает
общие принципы функционирования, развития и строения любых систем. В целом
же системный подход имеет более общий и широкий характер, поскольку наряду
с динамическими, развивающимися системами рассматривает также системы
статические.
Эти новые мировоззренческие подходы к исследованию естественнонаучной
картины мира оказали значительное влияние как на конкретный характер
познания в отдельных отраслях естествознания, так и на понимание природы
научных революций в естествознании. А ведь именно с революционными
преобразованиями в естествознании связано изменение представлений о картине
природы.
В наибольшей мере изменения в характере конкретного познания коснулись
наук, изучающих живую природу. Переход от клеточного уровня исследования к
молекулярному ознаменовался крупнейшими открытиями в биологии, связанными с
расшифровкой генетического кода, пересмотром прежних взглядов на эволюцию
живых организмов, уточнением старых и появлением новых гипотез
происхождения жизни и многого другого. Такой переход стал возможен в
результате взаимодействия различных естественных наук, широкого
использования в биологии точных методов физики, химии, информатики и
вычислительной техники.
В свою очередь живые системы послужили для химии той природной
лабораторией, опыт которой ученые стремились воплотить в своих
исследованиях по синтезу сложных соединений. По-видимому, в не меньшей
степени учения и принципы биологии оказали свое воздействие на физику.
Действительно, представление о закрытых системах и их эволюции в сторону
беспорядка и разрушения находилось в явном противоречии с эволюционной
теорией Дарвина, которая доказывала, что в живой природе происходят
возникновение новых видов растений и животных, их совершенствование и
адаптация к окружающей среде. Это противоречие было разрешено благодаря
возникновению неравновесной термодинамики, опирающейся на новые
фундаментальные понятия открытых систем и принцип необратимости.
5. Революция в естествознании
Выдвижение на передний край естествознания биологических проблем, а также
особая специфика живых систем дали повод целому ряду ученых заявить о смене
лидера современного естествознания. Если раньше таким бесспорным лидером
считалась физика, то теперь в таком качестве все больше выступает биология.
Основой устройства окружающего мира теперь признается не механизм и машина,
а живой организм. Однако многочисленные противники такого взгляда не без
основания заявляют, что поскольку живой организм состоит из тех же молекул,
атомов, элементарных частиц и кварков, то по-прежнему лидером
естествознания должна оставаться физика.
По-видимому, вопрос о лидерстве в естествознании зависит от множества
разнообразных факторов, среди которых решающую роль играют значение
лидирующей науки для общества, точность, разработанность и общность методов
ее исследования, возможность их применения в других науках. Несомненно,
однако, что самыми впечатляющими для современников являются наиболее
крупные открытия, сделанные в лидирующей науке, и перспективы ее
дальнейшего развития. С этой точки зрения биология второй половины XX
столетия может рассматриваться как лидер современного естествознания, ибо
именно в ее рамках были сделаны наиболее революционные открытия.
Говоря о революциях в естествознании, следует в первую очередь отказаться
от наивных и предвзятых представлений о них, как процессах, связанных с
ликвидацией прежнего знания, с отказом от преемственности в развитии науки
и, прежде всего, ранее накопленного и проверенного эмпирического материала.
Такой отказ касается главным образом прежних гипотез и теорий, которые
оказались неспособными объяснить вновь установленные факты наблюдений и
результаты экспериментов.
Революционные преобразования в естествознании означают коренные,
качественные изменения в концептуальном содержании его теорий, учений и
научных дисциплин. Развитие науки отнюдь не сводится к простому накоплению
и даже обобщению фактов, т.е. к тому, что называют кумулятивным процессом.
Факты всегда стремятся о
| |  скачать работу |
Современная естественнонаучная картина мира |
