I ВВЕДЕНИЕ__________________

Концепции современного естествознания

Авторский коллектив под руководством доктора социологи­ческих наук, профессора СИ. Самыгина: М.И. Басаков — раздел IV;

кандидат филос. наук В.О. Голубинцев — разделы I, П, кроме II. 4.3.

доктор филос. наук AJ". Зарубин — Введение, раздел III. 6.8; доктор филос. наук B.C. Любченко — раздел И. 4.3. доктор филос. наук Л А. Минасян — раздел III, кроме III. 6.2, Ш. 6.8;

доктор социол. наук СИ. Самыгин, — раздел VI; H.Ю. Турчина — раздел V.

Концепции современного естествознания:

Под ред. профессора С.И. Самыгина. Серия «Учебни­ки и учебные пособия» — 4-е изд., перераб. и доп. — Ростов н/Д: «Феникс», 2003. — 448 с.

Учебное пособие написано в соответствии с Государствен­ным стандартом РФ по дисциплине «Концепции современно­го естествознания», входящей в цикл общих математических и естественнонаучных дисциплин, и предназначено для сту­дентов гуманитарных и экономических специальностей выс­ших учебных заведений всех форм обучения.

ISBN 5-222-03034-2 ББК 22.3Я72

© Коллектив авторов, 2003 © Оформление: издательство «Феникс», 2003

I ВВЕДЕНИЕ__________________

Естествознание, будучи сложнейшей совокупностью наук о природе, выработало в процессе своей длительной эволюции такие способы, методы и приемы познания, ко­торые, несомненно, могут служить и служат эталонными нормами не только для всякой науки, но и приобретают об­щекультурное значение. Ныне рациональная естественно­научная методология познания проникает в социальную и гуманитарную сферы, оказывает заметное воздействие на психологию, философию, искусство.

Поэтому концептуальный подход к достижениям совре­менного естествознания предполагает не просто краткую экскурсию по основным его разделам, но и осознание ми­ровоззренческого и методологического значения тех или иных естественнонаучных принципов и теорий в контекс­те современной культуры. Соответственно, курс «Концеп­ций современного естествознания» представляет собой не просто совокупность избранных глав традиционных разде­лов физики, химии, биологии, географии, экологии, но яв­ляется результатом междисциплинарного синтеза комп­лексного культурологического, философского и эволюцион-но-синергетического подходов к современному естество­знанию.

Авторы данного учебного пособия ставили перед собой задачу как познакомить студентов с историей естествозна­ния и его основными современными концепциями, так и показать роль тех культурно-исторических условий, в рам­ках которых они формируются.

Почти на всем протяжении XX века наблюдается про­тивостояние двух сфер познания — естественнонаучной и социогуманитарной. Очень четко эту ситуацию зафиксиро­вал известный английский писатель и ученый Чарлз Сноу, выступивший в 1959 году в Кембриджском университете с программной лекцией «Две культуры и научная револю-

ция». Он показал, что между традиционной гуманитарной культурой европейского Запада и «научной культурой», выросшей на основе развития естествознания и техники, возникает и углубляется существенный разрыв, если не сказать, пропасть.

Ч. Сноу размышляет о двух полюсах культуры. На одном из них — культура, созданная наукой, естествозна­нием. Прежде всего — это современная научная модель физического мира, которая по сложности, емкости, интел­лектуальной глубине является удивительным творением коллективных усилий человеческого разума. Но предста­вители другого полюса — социогуманитарной культуры — не имеют, как правило, ни малейшего представления об этом творении. В гуманитарном сообществе не приемлют упрощений, идеализаций, забывая, что построение идеаль­ных моделей — одно из условий плодотворного теоретиче­ского мышления. В свою очередь, многие социогуманитар-ные ценности остаются неизвестными для большинства ес­тествоиспытателей. Физики часто проявляют односто­ронность в оценках возможностей обществоведов и гума­нитариев строить научные предсказания, не учитывая, что исследователи социальных явлений имеют дело с открыты­ми системами, где логика предсказаний иная, чем тогда, когда имеют дело с идеализированными моделями замкну­тых систем.

Такая поляризация культуры, несомненно, наносит ущерб всему — науке, искусству, обществу, человечеству.

Однако к концу XX столетия появились серьезные пред­посылки для преодоления подобного противостояния. Само по себе сопоставление различных научных дисциплин — это всегда обмен опытом и перенос его из одной области познания в другую, это одна из возможных точек роста научного знания. Именно поэтому методологическое сопо­ставление гуманитарных и естественных наук часто при­носит новое, дает замечательные научные результаты. Можно вспомнить о том, что статистические методы, кото­рые имеют такое важное значение в современной физике, зародились в трудах социологов-экономистов У. Петти и Дж. Граунта.

Междисциплинарный подход становится все более зна­чимым для нынешнего развития социального знания. Идет

процесс формирования единой науки о человеке, обществе, государстве, природе и жизни. При этом и социальное, и ес­тественнонаучное понимание имеет единые исходные цели (достичь истинного знания). С другой стороны, сейчас науко­веды насчитывают около двух тысяч научных дисциплин, и формирование все новых отраслей науки продолжается (био­ника, семиотика, прогностика, квалиметрия и т. д.). Оказыва­ется, что естественная дифференциация (дробление) науки необходимо дополняется противодействующей тенденцией — ее интеграцией, стремлением к единству научного знания, к активному взаимодействию различных наук.

Объективную основу интеграции знания составляет единство материального мира, принципиальная общность основных свойств материи и законов ее развития на всех структурных уровнях организации и во всех формах дви­жения. Интегративные тенденции в науке начинают про­являться уже во второй половине XIX века. Но с особой силой они обнаруживаются в наше время, когда могучим стимулятором, своеобразным ускорителем процессов интег­рации в познании становится научно-технический прогресс. Он позволил гораздо сильнее, чем раньше, ощутить всю глубину и разносторонность связей человека и окружаю­щей среды, общества и природы.

Среди выделяющихся в последние десятилетия новых отраслей знания значительное число уже по своей приро­де носит синтетический, интегративный характер (астрофи­зика, математическая лингвистика, инженерная психология, космическая медицина, техническая эстетика и др.). Дру­гой чертой интеграции в современной науке является из­менение самого характера синтеза научного знания. Можно обозначить такие варианты синтеза знания в науке, как интеграция в рамках одной научной дисциплины; синтез в пределах дисциплин, не входящих в один и тот же комп­лекс наук (например, естествознание, обществоведение или технические науки); наконец, синтез, выходящий за рамки любого такого комплекса, объединяющий знания несколь­ких или даже многих областей. Именно последний вари­ант намечает и представляет собой путь не только к еди­ной науке, но и путь к другой культуре.

Интереснейшим примером такого синтеза становится в последние годы синергетика. Возникнув как физическая

теория (в термодинамике), она сейчас дает возможность по-новому взглянуть на классические, традиционные пробле­мы познания истории и законов жизни общества. Будучи изучением законов коэволюции (совместного развития) сложных систем, она в самой своей сути содержит необхо­димость выработать понимание взаимодействия и создать условия для сосуществования самых различных форм зна­ния. Этот новый взгляд на мир открывает нам колоссаль­ную избирательность сложных форм (будь то молекула, живое существо, общество и т. д.). Сложное, как оказыва­ется, существует в очень узком диапазоне условий. Причем в закрытых системах хаос побеждает, но мир — это сис­тема открытия.

Синергетика может успешно служить для моделирова­ния многих процессов социальной жизни — демографиче­ских, геополитических, социально-экономических и др. Данная научная теория позволяет и даже заставляет по-новому оценивать необходимость и действующие тенденции к интеграции естественнонаучного и социогуманитарного познания.

Авторы надеются, что знакомство с историей науки и важнейшими концепциями современного естествознания помогут читателю объективно сориентироваться в много­образии предлагающихся ныне обществом ценностей ми­ровоззренческого, социально-политического, нравственно-экологического, эстетического характера.

Раздел I НАУЧНЫЙ МЕТОД

I

Понятия метода и методологии. Классификация методов научного познания

Понятие «метод» (от греч. «методос» — путь к чему-либо) означает совокупность приемов и операций практиче­ского и теоретического освоения действительности.

Метод вооружает человека системой принципов, требо­ваний, правил, руководствуясь которыми он может достичь намеченной цели. Владение методом означает для человека знание того, каким образом, в какой последовательности совершать те или иные действия для решения тех или иных задач, и умение применять это знание на практике.

Учение о методе начало развиваться еще в науке Но­вого времени. Ее представители считали правильный ме­тод ориентиром в движении к надежному, истинному зна­нию. Так, видный философ XVII века Ф. Бэкон сравнивал метод познания с фонарем, освещающим дорогу путнику, иду­щему в темноте.

Существует целая область знания, которая специально занимается изучением методов и которую принято имено­вать методологией. Методология дословно означает «уче­ние о методах» (ибо происходит этот термин от двух гре­ческих слов: «методос» — метод и «логос» — учение). Изучая закономерности человеческой познавательной дея­тельности, методология вырабатывает на этой основе методы ее осуществления. Важнейшей задачей методологии явля­ется изучение происхождения, сущности, эффективности и других характеристик методов познания.

Методы научного познания принято подразделять по степени их общности, т. е. по широте применимости в про­цессе научного исследования.

Всеобщих методов в истории познания известно два: диалектический и метафизический. Это общефилософские методы. Метафизический метод с середины XIX века начал все больше и больше вытесняться из естествознания диа­лектическим методом.

Вторую группу методов познания составляют общенауч­ные методы, которые используются в самых различных об­ластях науки, т. е. имеют весьма широкий междисциплинар­ный спектр применения. Классификация общенаучных мето­дов тесно связана с понятием уровней научного познания.

Различают два уровня научного познания: эмпириче­ский и теоретический. Одни общенаучные методы приме­няются только на эмпирическом уровне (наблюдение, экс­перимент, измерение), другие — только на теоретическом (идеализация, формализация), а некоторые (например, мо­делирование) — как на эмпирическом, так и на теоретиче­ском уровнях.

Эмпирический уровень научного познания характеризу­ется непосредственным исследованием реально существую­щих, чувственно воспринимаемых объектов. На этом уров­не осуществляется процесс накопления информации об ис­следуемых объектах, явлениях путем проведения наб­людений, выполнения разнообразных измерений, постанов­ки экспериментов. Здесь производится также первичная си­стематизация получаемых фактических данных в виде таб­лиц, схем, графиков и т. п. Кроме того, уже на втором уров­не научного познания — как следствие обобщения научных фактов — возможно формулирование некоторых эмпири­ческих закономерностей.

Теоретический уровень научного исследования осуще­ствляется на рациональной (логической) ступени позна­ния. На данном уровне происходит раскрытие наиболее глубоких, существенных сторон, связей, закономерностей, присущих изучаемым объектам, явлениям. Теоретический уровень — более высокая ступень в научном познании. Результатами теоретического познания становятся гипоте­зы, теории, законы.

Выделяя в научном исследовании указанные два раз­личных уровня, не следует, однако, их отрывать друг от дру­га и противопоставлять. Ведь эмпирический и теоретиче­ский уровни познания взаимосвязаны между собой. Эмпи-

рический уровень выступает в качестве основы, фундамента теоретического осмысления научных фактов, статистиче­ских данных, получаемых на эмпирическом уровне. К тому же теоретическое мышление неизбежно опирается на чув­ственно-наглядные образы (в том числе схемы, графики и т. п.), с которыми имеет дело эмпирический уровень иссле­дования.

В свою очередь, эмпирический уровень научного позна­ния не может существовать без достижений теоретического уровня. Эмпирическое исследование обычно опирается на определенную теоретическую конструкцию, которая опреде­ляет направление этого исследования, обусловливает и обо­сновывает применяемые при этом методы.

К третьей группе методов научного познания относят­ся методы, используемые только в рамках исследований ка­кой-то конкретной науки или какого-то конкретного яв­ления. Такие методы именуются частнонаучными. Каждая частная наука (биология, химия, геология и т. д.) имеет свои специфические методы исследования.

При этом частнонаучные методы, как правило, содержат в различных сочетаниях те или иные общенаучные мето­ды познания. В частнонаучных методах могут присутство­вать наблюдения, измерения, индуктивные или дедуктивные умозаключения и т. д. Характер их сочетания и использо­вания находится в зависимости от условий исследования, природы изучаемых объектов. Таким образом, частнонауч­ные методы не оторваны от общенаучных. Они тесно свя­заны с ними, включают в себя специфическое применение общенаучных познавательных приемов для изучения конк­ретной области объективного мира.

Частнонаучные методы связаны и со всеобщим диалек­тическим методом, который как бы преломляется через них. Например, всеобщий диалектический принцип разви­тия проявился в биологии в виде открытого Ч. Дарвином естественно-исторического закона эволюции животных и растительных видов.

К сказанному остается добавить, что любой метод сам по себе еще не предопределяет успеха в познании тех или иных сторон материальной действительности. Важно еще умение правильно применять научный метод в процессе познания.

Общенаучные методы эмпирического познания

1.1. Научное наблюдение

Наблюдение есть чувственное (преимущественно — ви­зуальное) отражение предметов и явлений внешнего мира. Это — исходный метод эмпирического познания, позволяю­щий получить некоторую первичную информацию об объек­тах окружающей действительности.

Научное наблюдение (в отличие от обыденных, повсед­невных наблюдений) характеризуется рядом особенностей:

- целенаправленностью (наблюдение должно вестись для
решения поставленной задачи исследования, а внимание
наблюдателя фиксироваться только на явлениях, свя­
занных с этой задачей);

- планомерностью (наблюдение должно проводиться стро­
го по плану, составленному исходя из задачи исследо­
вания);

- активностью (исследователь должен активно искать,
выделять нужные ему моменты в наблюдаемом явле­
нии, привлекая для этого свои знания и опыт, исполь­
зуя различные технические средства наблюдения).
Научные наблюдения всегда сопровождаются описани­
ем объекта познания. Последнее необходимо для фикси­
рования тех свойств, сторон изучаемого объекта, которые
составляют предмет исследования. Описания результатов
наблюдений образуют эмпирический базис науки, опираясь
на который исследователи создают эмпирические обобще­
ния, сравнивают изучаемые объекты по тем или иным па­
раметрам, проводят классификацию их по каким-то свой­
ствам, характеристикам, выясняют последовательность эта­
пов их становления и развития.

Почти каждая наука проходит указанную первоначаль­ную, «описательную» стадию развития. При этом, основные требования, которые предъявляются к научному описанию, направлены на то, чтобы оно было возможно более полным, точным и объективным. Описание должно давать досто­верную и адекватную картину самого объекта, точно ото­бражать изучаемые явления. Важно, чтобы понятия, ис­пользуемые для описания, всегда имели четкий и однознач-

ный смысл. При развитии науки, изменении ее основ пре­образуются средства описания, часто создается новая сис­тема понятий.

По способу проведения наблюдения могут быть непос­редственными и опосредованными.

При непосредственных наблюдениях те или иные свой­ства, стороны объекта отражаются, воспринимаются орга­нами чувств человека. Такого рода наблюдения дали нема­ло полезного в истории науки. Известно, например, что наблюдения положения планет и звезд на небе, проводив­шиеся в течение более двадцати лет Тихо Браге с непрев­зойденной для невооруженного глаза точностью, явились эмпирической основой для открытия Кеплером его знаме­нитых законов.

В настоящее время непосредственное визуальное на­блюдение широко используется в космических исследова­ниях как важный (а иногда и незаменимый) метод науч­ного познания. Визуальные наблюдения с борта пилотируе­мой орбитальной станции — наиболее простой и весьма эффективный метод исследования из космоса параметров атмосферы, поверхности суши и океана.

Хотя непосредственное наблюдение продолжает играть немаловажную роль в современной науке, однако чаще всего научное наблюдение бывает опосредованным, т. е. проводится с использованием тех или иных технических средств. Появление и развитие таких средств во многом определило то громадное расширение возможностей мето­да наблюдений, которое произошло за последние четыре столетия.

Если, например, до начала XVII века астрономы наблю­дали за небесными телами невооруженным глазом, то изоб­ретение Галилеем в 1608 году оптического телескопа под­няло астрономические наблюдения на новую, гораздо более высокую ступень. А создание в наши дни рентгеновских телескопов и вывод их в космическое пространство на бор­ту орбитальной станции (рентгеновские телескопы могут работать только за пределами земной атмосферы) позволи­ли проводить наблюдения за такими объектами Вселенной (пульсары, квазары), которые никаким другим путем изу­чать было бы невозможно.

Подобно развитию технических средств дальних наблю­дений, создание в XVII веке оптического микроскопа, а

много позднее, уже в XX веке, и электронного микроскопа позволило исследователям наблюдать удивительный мир микрообъектов, микроявлений.

Развитие современного естествознания связано с повы­шением роли так называемых косвенных наблюдений. Так, объекты и явления, изучаемые ядерной физикой, не могут прямо наблюдаться ни с помощью органов чувств челове­ка, ни с помощью самых совершенных приборов. То, что ученые наблюдают в процессе эмпирических исследований в атомной физике, — это не сами микрообъекты, а только результаты их воздействия на определенные технические средства исследования. Например, при изучении свойств заряженных частиц с помощью камеры Вильсона эти ча­стицы воспринимаются исследователем косвенно — по таким видимым их проявлениям, как образование треков, состоящих из множества капелек жидкости.

Любые научные наблюдения, хотя они опираются в пер­вую очередь на работу органов чувств, требуют в то же вре­мя участия и теоретического мышления. Исследователь, опираясь на свои знания, опыт, должен осознать чувствен­ные восприятия и выразить их (описать) либо в поняти­ях обычного языка, либо — более строго и сокращенно — в определенных научных терминах, в каких-то графиках, таблицах, рисунках и т. п.

Наблюдения могут нередко играть важную эвристиче­скую роль в научном познании. В процессе наблюдений могут быть открыты совершенно новые явления, позволя­ющие обосновать ту или иную научную гипотезу. Приве­дем лишь один пример из области истории космических исследований. Участники длительных экспедиций в космос на орбитальной станции «Салют-6» вели наблюдения Ми­рового океана, ибо над ним и даже в его глубинах форми­руется погода планеты. В результате этих наблюдений были обнаружены так называемые синоптические вихри. Последние представляют собой специфические образования в океане, размеры и цвет которых бывают различными. Некоторые из них имеют зеленоватую окраску, что харак­теризует подъем глубинных вод к поверхности, другие от­личаются голубой окраской — здесь вода с поверхности уходит в глубину. Эти наблюдения позволили подтвердить гипотезу академика Г.И. Марчука, согласно которой в

Мировом океане есть энергоактивные зоны, являющиеся своеобразными «генераторами погоды». Именно над таки­ми аномалиями и начинается формирование циклонов.

Для получения каких-то выводов об исследуемом яв­лении, для обнаружения чего-то существенного в нем за­частую требуется проведение весьма большого количества наблюдений. Например, для получения даже краткосрочно­го прогноза погоды необходимо проводить огромное число наблюдений за различными метеорологическими парамет­рами атмосферы. Такие наблюдения в современном мире осуществляют свыше 10 тысяч метеорологических станций, получающих необходимые данные в районе земной поверх­ности, и около 800 станций радиозондирования, собираю­щих данные во всей толще атмосферы. К этому надо до­бавить метеорологическую информацию, которая является результатом наблюдений, проводимых с оснащенных спе­циальной аппаратурой морских судов и самолетов, беспи­лотных метеорологических спутников Земли и пилотируе­мых орбитальных станций. Весь этот обширный комплекс технических средств обеспечивает глобальные наблюдения за состоянием атмосферы, поверхности суши и океана с целью изучения тех физических процессов, которые опре­деляют аномалии погоды на нашей планете.

Из всего вышесказанного следует, что наблюдение яв­ляется весьма важным методом эмпирического познания, обеспечивающим сбор обширной информации об окружаю­щем мире. Как показывает история науки, при правиль­ном использовании этого метода он оказывается весьма плодотворным.