Бондарев В.П. Концепции современного естествознания - файл n1.doc

приобрести
Бондарев В.П. Концепции современного естествознания
скачать (11421.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc11422kb.08.07.2012 16:06скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13








В.П. Бондарев

Концепции

современного

естествознания
Допущено Министерством образования Российской Федерации

в качестве учебного пособия по дисциплине

«Концепции современного естествознания»

для студентов вузов гуманитарных специальностей и направлений подготовки
Москва · 2003
УДК 50(075.8)

ББК20

Б81

Настоящая книга - победитель конкурса

Минобразования России (2000-2001) на создание учебников

по дисциплине «Концепции современного естествознания»

для гуманитарных специальностей и направлений подготовки

Бондарев В.П.

Б81 Концепции современного естествознания: Учебное пособие для студентов вузов. - М.: Альфа-М, 2003. -464 с.: ил.

ISBN 5-98281-002-9 (в пер.)

Представляет собой обзор развития и современного состояния естественно-научной картины мира. Знакомит с историей, методологией естествознания и с такими его характерными чертами, как системность и модельность. Раскрывает проблемы пространства и времени как базисных понятий естествознания. Вводит читателя в курс концепций различных отраслей естествознания. Рассматривает общие вопросы, связанные с попытками создать теорию глобальной эволюции. Содержит именной указатель, контрольные вопросы и библиографические списки к каждой главе.

Для студентов гуманитарных специальностей вузов.


УДК 50(075.8)

ББК20


© «Альфа-М», 2003
ISBN 5-98281-002-9 © Бондарев В.П., 2003
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие

Глава 1. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ КАК ФЕНОМЕН КУЛЬТУРЫ

§1.1. Естественно-научная и гуманитарная культуры

Естествознание как элемент мировоззрения

Взаимодействие двух культур

Сциентизм и антисциентизм

§ 1.2. Классификация наук и отраслей естествознания

Подходы к классификации наук

Сложившееся разделение наук

§ 1.3. Естествознание и религия

Взаимоотношения религиозного и научного знаний

Естествознание с точки зрения теологов

§ 1.4. Естествознание и философия

Взаимоотношения философии и естествознания

Философские основания естествознания

§ 1.5. Естествознание и математика

Сущность математики и история ее развития

Математика как специфический язык естествознания

Приложение математики к разным отраслям естествознания

Вопросы для самоконтроля

Литература
Глава 2. ОСНОВЫ МЕТОДОЛОГИИ НАУКИ

§ 2.1. Сущность научного знания

Наука и научное знание

Познание как процесс отражения действительности

Критерии отграничения научного знания

§ 2.2. Средства и методы науки

Виды средств и методов науки

Характеристика основных методов науки

§ 2.3. Структура и уровни научного знания

Структура научного знания

Уровни научного знания и их соотношение

Индуктивный и рационалистический пути познания.

Проблема построения единой теории

§ 2.4. Этические проблемы в науке

Наука как социальный институт

Идеалы и ценности науки

Ученый, научное сообщество, общество

Вопросы для самоконтроля

Литература
Глава 3. ИСТОРИЯ НАУКИ И ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

§ 3.1. История естествознания и модели развития науки

Подходы к изучению истории естествознания

Кумулятивная модель развития науки

Научные революции в истории науки

«Кейс стадис» как метод исследования

§ 3.2. Традиции и новации в истории естествознания

Традиции в истории естествознания

Незнание и неведение

Психологический контекст открытий

§ 3.3. Этапы становления современного естествознания

Этапы изменения характера науки

Научные революции Нового и Новейшего времени

Типы научной рациональности

§ 3.4. История отраслей естествознания

Физика

Химия

Геология

Биология

География

Вопросы для самоконтроля

Литература
Глава 4. СИСТЕМНОСТЬ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ

§4.1. Системный подход

Системность и уровни системности труда

Свойства и классификация систем

Эволюция системных представлений

§ 4.2. Модели и моделирование систем

Понятие модели и моделирования

Классификация моделей

Особенности моделей

Основные типы моделей систем

§ 4.3. Системные исследования

Информационные аспекты изучения систем

Этапы системного исследования

Вопросы для самоконтроля

Литература
Глава 5. ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ

§ 5.1. Пространство и время в естествознании

Эволюция взглядов на пространство и время

Пространство и время в различных отраслях естествознания

§ 5.2. Свойства пространства и времени

Самостоятельность пространства и времени

Мерность пространства и времени

Симметрия и асимметрия пространства и времени

Обратимость пространства и времени

Геометрические свойства пространства

§ 5.3. Методы оценки пространства

Размеры микрообъектов

Размеры макрообъектов

Межзвездные пространства

Межгалактические пространства

§ 5.4. Методы оценки времени

Малые интервалы времени

Исчисление лет и исторических эпох

Геологические интервалы времени

Космические интервалы времени

Вопросы для самоконтроля

Литература
Глава 6. ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА

§ 6.1. Иерархичность миров и границы нашего познания

Проблема выделения фундаментальных физических

теорий

Фундаментальные типы физического взаимодействия

Иерархичность физических явлений

§ 6.2. Концепции макромира и классическая механика

Сущность классической механики и ее исторический обзор

Основные положения классической механики

§ 6.3. Концепции мегамира и теория относительности

Сущность теории относительности

Преобразования Х.А. Лоренца

Принцип относительности А. Эйнштейна

§ 6.4. Концепции микромира и квантовая механика

Сущность квантовой механики и границы ее применимости

История становления квантовой теории

Современные представления об элементарных частицах и атомах

§ 6.5. Концепции возникновения и развития Вселенной

Модели развития Вселенной

Происхождение и эволюция звезд и галактик

Происхождение Солнечной системы

Вопросы для самоконтроля

Литература
Глава 7. ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВЕЩЕСТВА

§7.1. Химические явления и их сущность

Сущность химических явлений

Основные концептуальные системы химии

§ 7.2. Химический состав вещества

Проблема химического элемента

Проблема химического соединения

Проблема вовлечения химических элементов

в производство новых материалов

§ 7.3. Химическая структура вещества

Проблемы, решаемые в рамках учения о химической структуре

Образование химических структур и химическая связь

§ 7.4. Химические процессы

Сущность химического процесса

Принципы управления химическим процессом

§ 7.5. Химическая эволюция

Этапы химической эволюции

Проблема самоорганизации химических систем

Вопросы для самоконтроля

Литература
Глава 8. КОСНОЕ ВЕЩЕСТВО ЗЕМЛИ

§8.1. Форма и строение Земли

Форма Земли

Внутреннее строение Земли

Основные характеристики Земли

§ 8.2. Вещественный состав и строение земной коры

Химический и минеральный состав Земли

Типы земной коры

§ 8.3. Гидросфера и атмосфера Земли

Водная оболочка Земли

Воздушная оболочка Земли

§ 8.4. Геодинамические процессы

Эндогенные (внутренние) процессы

Экзогенные (внешние) процессы

Взаимодействие экзогенных и эндогенных процессов

§ 8.5. Возникновение и геологическая история Земли

Возникновение Земли и ранние этапы ее становления

Принципы периодизации геологической истории Земли

Основные этапы эволюции земной коры

Вопросы для самоконтроля

Литература
Глава 9. ФЕНОМЕН ЖИЗНИ

§9.1. Сущность и уровни организации жизни

Сущность жизни и свойства живых организмов.

Уровни организации жизни

§ 9.2. Концепции возникновения жизни

Подходы к решению проблемы возникновения жизни

Условия и факторы зарождения жизни

Начальные этапы биологической эволюции

§ 9.3. Эволюционное учение в биологии

Становление эволюционного учения

Основные положения синтетической теории эволюции

§ 9.4. Развитие жизни на Земле

Криптозойский зон. Архейская и протерозойская эры

Фанерозойский зон. Палеозойская эра

Фанерозойский зон. Мезозойская и кайнозойская эры

§ 9.5. Человек: феномен, происхождение, биоэтика

Человек в системе животного мира

Этапы антропогенеза

Биоэтика

Вопросы для самоконтроля

Литература
Глава 10. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПРИРОДЫ И ОБЩЕСТВА

§ 10.1. Основные свойства географической оболочки

Географическая оболочка и ее особенности

Энергетические источники существования географической оболочки

Структура географической оболочки

§ 10.2. Функционирование географической оболочки

Круговорот веществ в географической оболочке

Круговороты отдельных химических элементов

Ритмические процессы в географической оболочке

§ 10.3. История развития географической оболочки

§ 10.4. Географическая среда и глобальные проблемы человечества

Географическая среда и ее взаимосвязь с обществом

Глобальные проблемы человечества

Вопросы для самоконтроля

Литература
Глава 11. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ

§ 11.1. Глобальный эволюционизм

Становление эволюционных идей в науке

Основные принципы глобального эволюционизма

§ 11.2. Самоорганизация как элементарный процесс эволюции

Самоорганизация и классическая термодинамика.

Примеры процессов, происходящих в открытых системах

Свойства самоорганизующихся систем

§ 11.3. Закономерности самоорганизации и эволюционного процесса

Закономерности и факторы эволюции

Особенности эволюционного процесса

Вопросы для самоконтроля

Литература

Именной указатель


ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебное пособие посвящено изложению наиболее общих концепций современного естествознания и его отраслей (в первую очередь физики, химии, геологии, биологии и географии). Естественно-научное знание всегда оказывало и продолжает оказывать глубочайшее влияние на культуру как отдельной личности, так и человечества в целом. Поэтому формирующемуся специалисту-гуманитарию очень важно разобраться в основах и традициях современного естествознания, складывавшихся на протяжении всего становления человеческого общества, а следовательно, проверенных временем. Благодаря естествознанию были объяснены феномены природы, казавшиеся нашим предкам непостижимыми, исследованы многие удивительные и необычные явления. Это в свою очередь открыло еще большие исследовательские перспективы для многих последующих поколений. Человеку, живущему в современном обществе и стремящемуся стать гармоничной личностью, необходимо хотя бы прикоснуться к тому огромному пласту естественнонаучной культуры, который составляет сокровищницу мировой цивилизации.

Дисциплина «Концепции современного естествознания» была введена в учебные планы вузов в середине 1990-х гг. Несмотря на сравнительную молодость этого предмета, уже опубликован целый ряд учебной литературы по курсу «Концепции современного естествознания». Однако в 2000 г. были введены новые образовательные стандарты и разработаны примерные программы курса. Поэтому потребовалось новое учебное пособие, учитывающее уже сложившийся опыт изложения материала и в то же время соответствующее новым стандартам. Книга написана в соответствии с требованиями (федеральный компонент) к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки бакалавра и дипломированного специалиста по циклу «Общие математические и естественно-научные дисциплины» в государственных образовательных стандартах второго поколения, утвержденных Министерством образования Российской Федерации 21 февраля 2000 г. Были также учтены рекомендации двух примерных программ дисциплины «Концепции современного естествознания» (Буданов В.Г., Мелехова О.П., Степин B.C., 2000; Голубева О.Н., Добротина H.A., Суханов А.Д., 2000).

В учебной литературе по предмету «Концепции современного естествознания» сложилось несколько традиций подачи материала. Условно назовем эти традиции философской, физико-химико-биологической и геолого-географической.

В основе философской традиции лежало то, что многие представления в отдельных отраслях естествознания были объектом внимания философов. Философский подход распадается на два направления. Во-первых, изложение основ истории и методологии науки и выход на проблемы теории познания. Во-вторых, анализ философских вопросов естествознания.

Другая, получившая распространение в системе высшего образования традиция чтения курса «Концепции современного естествознания» может быть названа физико-химико-биологической. В случае использования этой идеологии преподавание соответствующей дисциплины направлено на изложение ярких фрагментов физики, химии и биологии, а также на демонстрацию важности стратегий мышления, выработанных в данных областях естествознания для культуры в целом.

Геолого-географическая традиция слабо выражена в системе высшего образования. Обычно о ней вспоминают, когда в конце курса необходимо подвести базу под связь природы и общества, а также рассмотреть проблемы, относящиеся к географической или окружающей природной среде. Но если мы обратимся к самому понятию «естествознание», то можем отметить, что у него есть синоним - «природоведение». Как известно, в системе среднего образования большая часть этой дисциплины посвящена рассмотрению именно геолого-географических идей, что отражено в соответствующих программах, учебниках и учебных пособиях.

В предлагаемом учебном пособии предпринимается попытка синтезировать все три перечисленные выше традиции. Это позволит студенту-гуманитарию в наиболее общем виде познакомиться с разными направлениями, развивающимися в рамках соответствующей дисциплины.

Данное пособие имеет целью познакомить студентов гуманитарных специальностей с естественно-научной картиной мира, которая составляет существенную часть человеческой культуры, и показать значение естественно-научной культуры в духовной и материальной жизни общества и каждого человека в отдельности. Автор исходил из представлений о том, что многие идеи, на которых строится современное естествознание, были сформулированы достаточно давно, однако их актуальность не вызывает сомнения, поэтому именно они должны стать базой курса. Но в то же время большое внимание уделяется проблемным вопросам естествознания, которые только входят в круг научных интересов ученых и ждут своего решения.

Особо следует сказать о списках литературы, приводимых после каждой главы. Поскольку естествознание имеет чрезвычайно широкое поле исследований, которые относятся ко многим дисциплинам, пришлось ограничиться ссылками только на те работы, которые были использованы непосредственно при написании данной книги, а также на ряд работ, которые считаются основополагающими при рассмотрении той или иной темы. Кроме того, в список литературы включено некоторое количество научно-популярных изданий и уже изданные учебные пособия, в которых освещается тот или иной раздел естествознания. Такой список литературы может оказаться полезным для дальнейшего самостоятельного изучения предмета студентами. Помимо этого можно порекомендовать журнал «Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Фундаментальное естественно-научное образование», где публикуются различные программы, концепции естественно-научных курсов и статьи, затрагивающие широкий спектр общих концепций естествознания. Полезны и выпуски сборника «Философия науки», издаваемого Институтом философии Российской академии наук. Большое количество статей обобщающего характера в популярном изложении по различным отраслям естествознания публикуется в журнале «Природа».

В написании учебного пособия существенную помощь автору оказало почти десятилетнее преподавание курса «Концепции современного естествознания» в различных вузах и работа в Музее землеведения МГУ им. М.В. Ломоносова.

Автор считает приятным долгом поблагодарить своих учителей и коллег, принимавших участие в обсуждении проблем естествознания. Хотелось бы сказать отдельное спасибо д-ру геогр. наук, проф. Ю.Г. Симонову: автору выпала огромная честь прослушать специальный курс лекций «История и методология геоморфологии». Под влиянием этих лекций, а также длительных бесед с Ю.Г. Симоновым сложились многие представления автора в области естествознания. Это особенно заметно проявилось в главах, посвященных проблемам пространства и времени, системности в естествознании, а также географической картине мира. Огромную благодарность автор испытывает к проф. К. Грегори (К. Gregory), д-ру биолог, наук, проф. Ф.Я. Дзержинскому, д-ру филос. наук, проф. B.C. Лямину, д-ру биолог, наук, проф. Е.Д. Никитину, д-ру физ.-мат. наук, проф. Ю.Г. Рудому, канд. геол.-минералог, наук О.П. Иванову, канд. геогр. наук В.И. Мысливцу, канд. филос. наук Л.Н. Самойлову, канд. геол.-минералог. наук A.A. Наймарку, Г.Ф. Солиен-ко и многим другим, кто вольно или невольно пробудили и поддерживают до сих пор интерес к удивительному миру истории и методологии естествознания. Обсуждение с ними отдельных проблем естествознания позволило выработать ту концепцию естественно-научной картины мира, которая рассматривается в данном учебном пособии. Работа не состоялась бы без поддержки моей жены H.A. Бондаревой, историка по образованию, - первого гуманитария, который доказал, что книгу может понять человек, имеющий гуманитарное образование. Постоянную техническую поддержку моих трудов осуществлял И.А. Шемякин, которому также большое спасибо.

Глава 1

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ КАК ФЕНОМЕН КУЛЬТУРЫ
§ 1.1. Естественно-научная и гуманитарная культуры
Естествознание как элемент мировоззрения

Стремление человека к познанию окружающего мира бесконечно. Одним из средств этого познания является естествознание. Оно активно участвует в формировании мировоззрения каждого человека отдельно и общества в целом. К мировоззрению относится также социальная установка на понимание смысла жизни, жизненных идеалов, целей общества и средств их достижения. Мировоззрение - совокупность определенных знаний, комплекс норм и убеждений, проявляющихся в содержании практической деятельности. Определенный мировоззренческий и методологический подход к пониманию мира и объяснению эмпирических фактов выражает стиль мышления. Он включает в себя применяемые методы исследования, некоторую познавательную и социальную установку и может быть консервативным, ортодоксальным, критическим, революционным, конформистским, эклектичным и т.д.

Разные исследователи определяют понятие «естествознание» по-разному: одни ученые говорят, что естествознание - это система наук о природе, а другие - что это единая наука о природе. Это противоречие видимое. Структура естествознания иерархична. Будучи единой системой знания, оно состоит из определенного количества входящих в эту систему наук, которые в свою очередь состоят из еще более дробных отраслей знания. На каждой ступени организации естествознания существует свой более или менее развитый методологический аппарат, который и позволяет считать систему знаний таких ступеней единой. Не следует забывать, что природа едина. Следовательно, множество естественных наук является континуумом, т.е. непрерывной совокупностью. Отдельные естественно-научные дисциплины организованы по правилам, аналогичным естествознанию в целом. Поэтому и естествознание, и его отдельные отрасли являются некоторой системой взглядов на всю природу и на ее части.

Во всех определениях естествознания присутствуют два основных понятия - «природа» и «наука». В широком смысле слова природа - это все сущее в бесконечном многообразии своих проявлений (Вселенная, бытие, объективная реальность - слова-синонимы), а в узком - природа обычно противопоставляется обществу. Под наукой обычно понимают сферу человеческой деятельности, в рамках которой вырабатываются и систематизируются объективные знания о действительности. (В дальнейшем эти два базовых понятия будут развернуты в более полном виде.)

Цель естествознания - раскрыть сущность явлений природы, познать их законы и предсказать на их основе новые явления, а также указать возможные пути использования на практике познанных законов природы. В нашей книге мы рассмотрим естествознание в контексте культуры, органической частью которой оно является. В самом понятии «культура» заложено разделение естественного хода развития природных процессов и явлений и искусственно созданной человеком «второй природы» — особой формы жизнедеятельности человека, качественно новой по отношению к предшествующим формам организации материи.
Взаимодействие двух культур

Как любое сложное базовое понятие, культура не имеет единого общепринятого определения. Проблеме разнообразия определений культуры была специально посвящена книга А. Кребера и К. Клакхона «Культура: критический обзор определений» (1952), где авторы привели около 150 определений культуры. Во второе издание этого труда вошло уже более 200 определений культуры. Сейчас их насчитывается более 500. При всем различии подавляющее большинство определений культуры едины в том, что это характеристика или способ жизнедеятельности человека, а не животных, т.е. культура - основное понятие для обозначения особой формы организации жизни людей.

Для того чтобы понять соотношение таких категорий, как природа, общество и культура, следует обратиться к вопросу о двух типах жизни, выработавшихся на Земле: инстинктивно-биологическом и культурно-целесообразном (социальном) [1]; сразу скажем, что именно наличие социального типа жизни отличает человека от животного.

При инстинктивном типе жизни преобладают наследственно приобретенные стереотипы поведения, обычно жестко связанные с внешними природными условиями. В действиях животных решающую роль играют инстинкты, выступающие как способ удовлетворения их потребностей, обеспечивающие выживание и воспроизводство популяции. Объектом изменений (необходимых при трансформации внешних условий) служит организм, тело животного. В то же время и в инстинктивном типе жизни есть место и обучению, и модификации врожденных стереотипов. Более того, обнаружено наличие чувств у животных (преданность, бескорыстная любовь к хозяину и т.д.). Можно сказать, что этот тип организации жизни не менее сложен, чем у человека. Заметим, что именно наличие внутри этого типа жизни ряда феноменов привело к развитию некоторых способов жизнедеятельности человека - особенностей группового поведения, организации коллективного взаимодействия в стае и др.

Человек в отличие от большинства видов животных универсален по своей природе, он может существовать в любом месте земного шара, осваивать разнообразные виды деятельности и т.д. Но он становится человеком только при наличии культурного окружения, в общении с другими, подобными себе существами. При отсутствии этого условия у него не реализуется даже его биологическая программа как живого существа и он преждевременно погибает. На протяжении культурной истории человек органически остается неизменным (в смысле отсутствия видообразования). Вызвано это тем, что все изменения переносятся на так называемое неорганическое тело культуры. Деятельность человека опосредованна. Между собой и природой он помещает предметы материальной культуры (орудия труда, одомашненные животные и растения, жилище, одежда, если она необходима). Духовные посредники - слова, образы, культурные навыки - существуют главным образом в межличностной сфере. Весь организм культуры состоит из сложно организованных посредников, культурных институтов. Деятельность человека не является лишь ответом на внешние раздражители. В ней присутствует опосредующий момент размышления, сознательного действия сообразно цели, существующей в идеальной форме в виде плана, образа, намерения. Примечательно, что И.М. Сеченов рассматривал мышление как заторможенный, т.е. опосредованный периодом времени, рефлекс.

Из сказанного выше следует, что культура - важнейший регулятор взаимоотношений между обществом и природой. И с этой точки зрения наиболее общим и подходящим для нас может быть следующее определение: культура - это система средств человеческой деятельности, благодаря которой программируется, реализуется и стимулируется активность индивида, различных групп, человечества в целом в их взаимодействии между собой и с природой. Уже само определение отражает два основных типа взаимодействия, которые определяют два типа культур - гуманитарную (взаимодействие между собой) и естественно-научную (взаимодействие между обществом и природой). Естественно-научная культура отличается тем, что знания о природе имеют высокую степень объективности и достоверности. Гуманитарная культура специфична тем, что системообразующие ценности гуманитарного знания определяются и активизируются из социальной позиции человека. Имея свои специфические черты, эти два типа культур, безусловно, взаимодействуют, так как обладают единой культурной основой.

Взаимоотношения этих двух культур достаточно сложны [26]. А. Койре был одним из первых ученых, обративших в начале XX в. внимание на то, что после некоторого этапа развития общества возникли два мира - «мир науки» (мир количества, воплощенного в геометрии) и «мир качества» (в котором мы живем). В дальнейшем идея о сложных путях взаимодействия естественно-научной и гуманитарной культур в современном обществе была развита в серии статей писателя, общественного деятеля и ученого Ч. Сноу. В настоящее время большинством признается существование двух культур, обладающих разными языками, критериями и ценностями: естественно-научной культуры, включающей науки о природе, технику и т.п., и гуманитарной культуры, включающей искусство, литературу, науки об обществе и внутреннем мире человека.

Современная культура характеризуется быстрыми изменениями, а современное общество находится в состоянии дисгармонии с природой, глобального нарушения баланса — экологического кризиса. На это накладываются экономический, энергетический, информационный кризисы, а также обострение национальных, религиозных и социальных конфликтов во многих регионах Земли. Возможность успешного преодоления этих кризисов и конфликтов во многом определяется уровнем образованности и культуры общества. Обостряет эту ситуацию разделение путей развития естественно-научной и гуманитарной культур. Часто говорят, что духовность формируется исключительно за счет религиозного, нравственного, эстетического познания мира, что науку можно противопоставить духовности, что существует разделение между естествознанием и гуманитарными знаниями и они конфронтируют между собой.

Но вряд ли эти утверждения справедливы. Наша культура во многом была сформирована в эпоху Возрождения и имеет свои корни в культуре античности и европейского Средневековья. Естественные науки в развитии современной цивилизации не только обеспечивали и обеспечивают научно-технический прогресс, но и формируют особый тип мышления, особый тип критически-аналитической рациональности, весьма важный для мировоззренческой ориентации современного человека. Именно он побуждает человека к поиску решений, к признанию относительности систем отсчета и наших суждений, а недостаток этого типа мышления приводит к кризисным ситуациям в обществе. Мировоззренческие функции современного естествознания не сводятся только к тому, что оно дает знания о природе, поскольку само знание - это еще не мировоззрение. Оно становится таковым, когда в общественное сознание входит тот тип рациональности, который дают естественные науки. Можно сказать, что духовность во многом определяется научными знаниями и умением разбираться в окружающем мире. Более того, гуманитарная и естественно-научная культуры не могут не взаимодействовать. Например, любое более или менее крупное естественно-научное открытие всегда появляется на определенном культурном фоне и становится феноменом культуры.

Разделение культуры на гуманитарную и естественно-научную во многом обусловлено существованием двух основных способов процесса мышления, которые имеют физиологическую природу. Как известно, мозг человека асимметричен: правое его полушарие отвечает за образный интуитивный тип мышления, а левое - за логический тип. Преобладание того или иного типа мышления часто определяет склонность человека либо к рациональному, либо к художественному типу восприятия мира. Разделение духовного и материального впервые встречается у Платона, а окончательно закрепилось после работ Р. Декарта, который разделил внутренний мир человека (сферу религии и искусства) и внешний мир (сферу изучения рациональным научным методом).

Человек приобретает знание в процессе повседневного взаимодействия с различными предметами и явлениями окружающего мира. Рациональное знание относится к интеллекту, функции которого - различать, разделять, сравнивать, измерять и распределять по категориям. Оно хорошо приспособлено к формализации, компактной записи и возможности трансляции, благодаря чему возникает феномен накопления, роста рационального знания увеличивающимся темпом. Таким образом, рациональный тип мышления в значительной степени формирует стереотипы и идеологию общества.

Интуитивное восприятие мира, напротив, индивидуально. Интуитивное знание невозможно адекватно передать после того, как оно получено. Невозможно и объяснить, как оно было получено, а также точно воспроизвести процесс его получения. Интуитивный опыт должен быть пережит индивидуально. Обычно интуитивное знание направлено на внутренний мир человека и не имеет строгих объективных критериев истинности. Однако оно обладает огромной познавательной силой, так как оно ассоциативно и метафорично. Используя принцип аналогии, оно способно выходить за рамки логических конструкций и рождать новое в сфере искусства и науки. Если в русле логического мышления удается получить детерминированные следствия, не выходящие за рамки первичных посылок, то для интуиции и фантазии пределов не существует.

О необходимости привлечения интуиции и творческого начала в науке свидетельствует еще одно обстоятельство. В 1931 г. К. Гёдель доказал ряд теорем о неполноте, из которых следует, что содержательные логические системы достаточно большой мощности не могут быть проверены на непротиворечивость без привлечения аргументов, не принадлежащих к данной системе. Именно поэтому невозможно полностью аксиоматизировать природу, а чисто рациональный путь постижения реальности ограничен.

Таким образом, на современном витке развития общества становится все более очевидным, что решение многих проблем человечества связано с большей гармонизацией двух частей единой культуры. С одной стороны, необходимо привнести в сферу науки нравственные, этические и даже эстетические категории. С другой стороны, гуманитарной культуре полезно воспринять естественно-научную традицию постоянного пере-- осмысления накопленных ранее воззрений, вычленить законы гармонии, которые эффективнее работают при рационалистическом способе познания действительности.
Сциентизм и антисциентизм

Рассмотрим еще одну проблему интеграции науки, в частности естествознания, в общемировую культуру. Дело в том, что бурное развитие науки, укрепление ее взаимосвязей с техникой, с другими сферами общественной жизни и т.п. привели философов, социологов к различным оценкам науки и ее возможностей. Так, известный философ Г. Башляр был убежден в том, что возлагать на науку ответственность за жестокость современного человека - значит переносить тяжесть преступления с преступника на орудие преступления. Нельзя перекладывать на науку ответственность за искажение человеческих ценностей. К. Поппер считал очень опасным для человеческой цивилизации «восстание против разума» со стороны иррационалистических «оракулов» и разделял идею о том, что наука - это не только (и не столько) «собрание фактов», а одно из «наиболее важных духовных движений» наших дней и тот, кто не пытается его понять, выталкивает себя из этого наиболее замечательного явления цивилизации.

Наряду с такими восторженными откликами на значимость науки для цивилизации, получившими название сциентизма, есть и другие мнения о науке — антисциентизм. Так, современный известный методолог науки П. Фейерабенд считает, что значение и роль разума (рациональности) не следует преувеличивать и, более того, науку (как главного носителя разума) необходимо лишить ее центрального места в обществе, так как «господство науки - угроза демократии». Поэтому он предлагает ее «отделить от государства» и уравнять ее с религией, мифом, магией и другими духовными формообразованиями.

Таким образом, возрастание роли науки и научного познания в современном мире, сложности и противоречия этого процесса породили две противоположные позиции в его оценке. Сторонники сциентизма, отождествляя науку с естественно-математическим и техническим знанием, утверждают, что «наука превыше всего» и ее нужно внедрять в качестве эталона и абсолютной социальной ценности во все формы и виды человеческой деятельности. Только с помощью науки можно решить все общественные проблемы. При этом обычно принижаются или вовсе отрицаются социальные (гуманитарные) науки как не имеющие познавательного значения. В рамках сциентизма отвергается гуманистическая сущность науки как таковой.

В рамках антисциентизма, наоборот, наука и техника подвергаются резкой критике. По мнению сторонников этой концепции, наука не в состоянии обеспечить социальный прогресс, улучшение жизни людей. Исходя из действительно имеющих место негативных последствий научно-технической революции, антисциентизм в своих крайних формах вообще отвергает науку и технику, считая их силами, враждебными и чуждыми человеческой сущности, разрушающими культуру. Методологическая основа антисциентистских воззрений — абсолютизация таких отрицательных результатов развития науки и техники, как обострение экологической ситуации, военная опасность и др.

В этих альтернативных подходах к науке, безусловно, содержится ряд рациональных моментов, синтез которых позволит более точно определить ее место и роль в современной культуре. При этом одинаково ошибочно как абсолютизировать науку, так и недооценивать или полностью отвергать ее.
§ 1.2. Классификация наук и отраслей естествознания
Подходы к классификации наук

Одной из проблем естествознания является проблема классификации его отраслей, необходимой для раскрытия взаимной связи этих отраслей. При этом под классификацией обычно понимают систему соподчиненных понятий (классов объектов) какой-либо области знания или деятельности человека, используемую как средство для установления связей между этими понятиями или классами объектов. Классификация наук обычно проводится на основании определенных принципов (объективных, субъективных, координации, субординации и т.д.) путем выражения их связи в виде логически обоснованного расположения (или ряда) наук. При этом важную роль играют способы ее изображения (табличные, графические и т.д.).

Классификация естественно-научных отраслей имеет большое значение для организации научной, учебно-педагогической, библиотечной деятельности и т.д. Классификация наук и отраслей естествознания крайне сложна. Ее созданием занимались многие исследователи. Так, в конце XIX - начале XX в. В. Виндельбанд и Г. Риккерт разделяли науки на номотетические (имеющие дело с законами) и идеографические (изучающие единичные, неповторимые явления). У первых, по их мнению, познание построено по родовым понятиям и направлено на познание законов, а у вторых оно направлено на познание того, что индивидуально ценно.

О. Конт разработал классификацию наук (по степени уменьшения их абстрактности), противопоставив абстрактные науки конкретным. Абстрактные науки рассматривают при этом предметы без связи со специальными и индивидуальными признаками, т.е. имеют дело только со всеобщими процессами и свойствами (например, тяжесть, свет, магнетизм, материальный состав или духовные процессы как таковые), не заботясь об их принадлежности к тому или иному «царству» природы и об условиях времени и места. Конкретные науки, наоборот, рассматривают всеобщие процессы и состояния только как свойства определенных тел. В результате классификации Конт выстраивал ряд наук, начинающийся от совершенно абстрактных (математика в качестве чистой науки о формах), далее - физика, химия, психология, переходя затем к таким, которые принимают во внимание некоторые особые признаки (например, общая минералогия, общая ботаника, физиология, социология, общая политическая экономия), и заканчивая ряд конкретными науками, направленными на отдельные и коллективные понятия. Опираясь на классификацию О. Конта и идею И. Канта о том, что знания можно разделить по понятиям (логическое) и по времени и месту (физическое), А. Геттнер в 1930-х гг. предложил свою классификацию отраслей знания [4]. Он различал три группы:

  1. систематические (предметные), к которым относятся науки, изучающие вещественный состав и отношение исследуемых объектов друг к другу (минералогия, петрография, ботаника, зоология и т.д.);

  2. исторические (хронологические, временные), которые охватывают весь мир явлений и подразделяются на историю Земли, или историческую геологию, «первоначальную историю» и историю культурного человечества. Для этих наук главное - изучение развития явлений во времени;

  3. пространственные (хорологические) науки, к которым Геттнер причислял астрономию и географию. Эти науки в первую очередь занимаются распределением объектов в пространстве, а потом уже их историей развития и вещественным составом.

Другая классификация наук и отраслей естествознания опирается на представление о формах движения материи Ф. Энгельса. Он выделял следующий ряд форм движения материи (от низшей к высшей): механическая, физическая, химическая, биологическая, социальная (экономическая). Этой последовательности соответствуют науки, занимающиеся изучением этих форм движения материи: механика, физика, химия, биология, общественные науки. Академик Б.М. Кедров предложил на уровне химической формы движения материи производить деление ряда на две ветви [7]. Одна ветвь через неорганическую химию переходит в геологическую, а другая - через органическую химию переходит в биологическую и далее в социальную форму движения. С.Т. Мелюхин предложил еще одну схему развития форм движения материи, в которой каждая низшая форма движения переходит в высшую и продолжает сосуществовать с ней. В 1970-е гг. B.C. Лямин предлагает продолжить геологическую ветвь географической формой движения, оставив за геологией изучение явлений, происходящих в литосфере, а за географией - тех, которые имеют место в гидросфере и атмосфере [12].

Помимо этих классификаций существует еще достаточно большое количество схем разделения науки и естествознания на отрасли.

Классификации позволяют в общем случае хотя бы приблизительно судить о соотношении наук и служат цели систематизации представлений о научных направлениях. Однако описанные классификации встречают определенные возражения. Есть мнение, согласно которому любое разделение науки на отрасли знания несет на себе отпечаток субъективности, так как природа едина. Поэтому известный ученый Я.Х. Вант-Гофф полагал, что всякие деления научных дисциплин произвольны, ибо наука, как и природа, отражением которой она является, образует одно неразрывное целое. А по мнению В.И. Вернадского, рамки отдельных наук, на которые распадается знание, не могут точно определить область научной мысли исследователя. Тогда целесообразно специализироваться не по наукам, а по проблемам.
Сложившееся разделение наук

В настоящее время предпринимаются дальнейшие попытки классификации науки и отраслей естествознания. Особые споры ведутся при выявлении наиболее фундаментальных (общих, основных) направлений. Для того чтобы составить общее представление о том, как делятся современные естественные науки, можно обратиться к представлению наук в классических университетах. Как правило, здесь выделяются физический, химический, биологический, геологический и географический факультеты. В нашей стране иногда к биологическим добавляют почвенный факультет.

В Российской академии наук несколько иная классификация фундаментальных отраслей науки естествознания. О ней можно судить по списку отраслей знания, по которым Российским фондом фундаментальных исследований объявляется конкурс грантов на поддержку исследований. Классификатор имеет три уровня, два из которых приводятся ниже:


01. Математика, информатика, механика

04. Биология и медицинская наука

0l·-100 Математика

04-100 Общая биология

01-200 Информатика

04-200 Физико-химическая биология

01-300 Механика

04-300 Физиология и медицинская наука

02. Физика и астрономия

05. Науки о Земле

02-100 Ядерная физика

05-100 Геология

02-200 Физика конденсированных сред

05-200 Геохимия

02-300 Оптика. Квантовая электроника

05-300 Горные науки

02-400 Радиофизика, электроника, акустика

05-400 Геофизика

02-500 Физические основы энергетики

05-500 Океанология

02-600 Физика плазмы

05-600 Физика атмосферы

02-700 Теоретическая физика

05-700 География и гидрология суши

02-800 Астрономия

06. Науки о человеке, природе и обществе

03. Химия

06-100 Исторические науки

03-100 Органическая химия

06-200 Экономические науки

03-200 Неорганическая химия

06-300 Философские и социальные науки, психология

03-300 Высокомолекулярные соединения

06-400 Лингвистика, филология, культурология, искусствоведение

03-400 Физическая химия




03-500 Динамика и структура атомно-молекулярных систем




03-600 Фундаментальные проблемы формирования материалов





О классификации наук в настоящее время можно судить по списку из 22 направлений, по которым в нашей стране присуждается степень кандидата и доктора наук: архитектурные науки, биологические науки, ветеринарные науки, военные науки, географические науки, геолого-минералогические науки, искусствоведение, исторические науки, медицинские науки, педагогические науки, политологические науки, психологические науки, сельскохозяйственные науки, социологические науки, технические науки, фармацевтические науки, физико-математические науки, филологические науки, философские науки, химические науки, экономические науки и юридические науки.

Таким образом, вопрос классификации естествознания восходит к традиции и историческим причинам. Так или иначе, исходя из различных классификаций (как чисто научных, так и ведомственных), а также из структуры большинства классических университетов, можно выделить пять фундаментальных направлений естествознания: физика, химия, геология, биология и география. Эти дисциплины можно сгруппировать следующим образом: физико-химический цикл, изучающий наиболее общие свойства материи и ее видов (субстанций и веществ); цикл наук о Земле, рассматривающий вопросы проявления общих свойств материи на Земле; биологические науки, с этой точки зрения имеющие двойственную позицию: с одной стороны, они занимаются свойствами материи, а с другой - в рамках этих наук рассматривают и распределение жизни на Земле в пределах различных систем разного ранга (биогеоценозы - от самых малых до всей биосферы). Кроме указанных наук частично в этот круг включают психологию как науку, имеющую дело со всевозможными разумными существами. Проблемой классификации естественных наук является определение места некоторых дисциплин, которые выделились или всегда существовали параллельно, тесно переплетаясь с уже рассмотренными дисциплинами, но при анализе оказываются как бы в стороне: медицина, сельскохозяйственный цикл наук, почвоведение, земледелие и т.д. Особое место занимает математика, которая по существу является достаточно универсальным языком для естественно-научных дисциплин.
§ 1.3. Естествознание и религия
Взаимоотношения религиозного и научного знаний

В течение тысячелетий существования человеческих цивилизаций знания о мире, ремесла и вера не разделялись [18]. Накопление практических знаний об окружающем мире на самых древних этапах становления общества происходило в рамках мифологического, а далее религиозного миропонимания. Эмпирически найденные приемы охоты, обработки земли и создания орудий закреплялись авторитетом религии как данные свыше установления. В различных эпосах, мифах, сказаниях разных народов мира классическим сюжетом является повествование о том, как Бог (или боги) дарует людям изначально плуги, кузнечные, ткацкие и иные ремесленные орудия и научает людей, как возделывать землю, изготавливать посуду, строить дома, ткать ткани и т.д. Рождались освященные традиции.

Выделение умственного труда первоначально осуществлялось в системе религии. Тайны мира открывались только посвященным; научные знания о мире считались священными, а ученые, как правило, были священнослужителями, теологами. В Египте, Вавилонии, Ассирии, Китае в древних храмах, монастырях возникали и сохранялись письменность, системы исчислений. Древние мудрецы умели определять периоды солнечных и лунных затмений, решать уравнения первой, второй и даже третьей степени, определять площади фигур. Был изобретен календарь, в котором год делился на 12 месяцев, по 30 дней в каждом. Египетские жрецы имели большие практические знания в химии, медицине, оповещали население о разливах Нила, нашли способ бальзамирования тел, изготовления папируса. Древние сооружения, пирамиды, храмы и сегодня поражают своей грандиозностью, красотой и глубиной заложенных в них математических, астрономических и других знаний.

Теоретическое сознание как оперирование понятиями, необходимое для возникновения науки, также формировалось в рамках религиозного мировоззрения. Так, в пифагорейской школе понятие числа приобретает особый статус. Проникновение в природу числа мыслилось как специфический путь постижения сущности мира. Чтобы стать объектом теоретического сознания, число первоначально должно было сакрализоваться, превратиться в объект почитания. В средние века в рамках схоластики развивались логические знания. Не только математика, логика, но и астрономия, медицина и другие отрасли науки как особые отрасли духовного производства возникали и функционировали в системах религиозного мировоззрения.

Формирующееся естествознание постепенно создавало понятийные системы, образуя свой теоретический мир, отличающийся от того, который разворачивался перед обыденным сознанием. Естествознание вырабатывало набор особых критериев, призванных отделить ее от других форм духовной деятельности. Пока формирующееся естествознание, его понятия и идеи носили сакрализованный характер, т.е. были наделены священным религиозным содержанием, оснований для конфликтов между религией и естествознанием не возникало, поскольку знания о природе вписывались в религиозную картину мира. Эти конфликты стали проявляться тогда, когда большинство религий полностью сакрализовали картину мира, а естествознание, вырабатывая свои методы познания, стало подвергать сомнению элементы этого миропонимания.

Особую остроту взаимоотношения религии и естествознания приобрели в XVII-XVIII вв. Один из таких конфликтов возник вокруг созданной Н. Коперником гелиоцентрической системы движения планет. Сам автор предложил ее как наиболее простой способ исчисления пасхалий; он говорил: «Моя задача - найти истину в великом Божьем творении». Однако объективно эта система подрывала представление о Земле как неподвижном центре Вселенной.

В 1600 г. за пропаганду гелиоцентрической системы и идеи о множестве обитаемых миров был сожжен в Риме Дж. Бруно. Г. Галилея заточили в тюрьму и вынудили публично отречься от поддержки гелиоцентрической системы. Теологам было сложно согласовать библейскую идею творения Богом Вселенной для человека, который оказался не в ее центре, а на одной из планет Солнечной системы, расположенной на краю Галактики.

Несмотря на то что сочинение Коперника находилось в Индексе запрещенных книг до 1820-х гг., его идеи распространялись. Открытые в XVII в. и примененные затем для объяснения движения планет законы механики, закон всемирного тяготения уже не воспринимались в качестве ереси. Так, И. Ньютон, будучи христианином, считал свои открытия вполне совместимыми с христианством. Ньютон считал, что из слепой физической необходимости, которая всегда и везде одинакова, не могло бы произойти никакого разнообразия и все соответственное месту и времени разнообразие сотворенных предметов, что и составляет строй и жизнь Вселенной, могло произойти только по мысли и воле Сущего Самобытного — Господа Бога.

Гелиоцентрическая система укоренялась в сознании естествоиспытателей, и теология вынуждена была смириться с этим. Сформулированная во второй половине XVIII в. гипотеза И. Канта и П.С. Лапласа о возникновении Солнца и планет из вращающегося раскаленного газового облака уже не вызывала резкой реакции церкви в изменившейся культурной атмосфере, хотя и отвергалась ею.

В своем объяснении мира идеал классического естествознания требует исходить из того, что существует, а религия исходит из того, что то, что существует, имеет еще и смысл. Этому идеалу соответствовало представление мира в форме бесконечной причинно-следственной связи явлений, т.е. такой их совокупности, которая, рассмотренная в целом, причины вне себя иметь не может.

Одним из существенных аспектов сформировавшегося в XVII-XVIII вв. классического естествознания было исключение из числа категорий научного мышления понятия цели. Сформированные в этот период естественно-научные программы были едины в том, что естествознание должно полностью освободиться от телеологии: природа — царство действующих причин, в ней нет смысловых связей, а есть лишь связи причинно-следственные.

Благодаря успехам механики как науки была создана механическая картина мира, в которой Бог признавался в качестве творца материи и движения. На этой научной основе возникла новая философская концепция - деизм, который противопоставляется исторически существовавшей религии. В деизме Бог признается как мировой разум, сконструировавший целесообразную «машину» природы и давший ей законы и движение, но отвергает дальнейшее вмешательство Бога в самодвижение природы (т.е. «промысел божий», чудеса и т.п.) и не допускает иных путей к познанию Бога, кроме разума. Конфликтная ситуация возникает не из-за законов самой небесной и земной механики. Здесь друг другу противостоят разные картины мира, разное понимание божественного присутствия в нем, а вере в Откровение противопоставляется рациональный метод познания мира.

Процесс быстрого накопления научных знаний в XIX в. привел к созданию новой картины мира. Особую роль в ее формировании сыграл открытый в 1840-х гг. закон сохранения энергии, утверждавший неуничтожимость энергии, ее переход из одного вида в другой, неуничтожимость материи. Другим важным открытием в исследовании живой природы было установление клеточного строения живых тел. Было доказано, что клетка является элементарной структурной единицей живого - растений, животных, микроорганизмов. Химики, синтезировав мочевину, которую находили ранее только в живом теле, показали, что при всей глубине различий живого и неживого между ними нет непроходимой пропасти.

В середине XIX в. новый конфликт между религией и естествознанием возник в связи с появлением теории Ч. Дарвина. Обобщив обширный фактический материал, он доказал, что виды растений и животных не постоянны, а изменчивы, и пришел к выводу, что способность организмов приспосабливаться, целесообразность их строения и поведения есть результат процесса естественного отбора. Теория Дарвина вступала в противоречие с идеей божественной целесообразности живой природы, подводила к выводу о естественном возникновении жизни на Земле. Эти и другие открытия создавали картину природного мира, в которой разные формы движения при всех их отличиях оказались взаимосвязанными и объясняемыми на основе своих собственных, присущих природе самого предмета законов.

В конце XIX в. началась революция в естествознании, ознаменовавшаяся открытием рентгеновских лучей, радиоактивности, электрона. В 1920-х гг. создана теория строения атомов и молекул, открыты и изучены свойства элементарных частиц. На основе этих достижений во второй половине XX в. стало возможным практическое использование атомной энергии, эксперименты в области термоядерного синтеза. Был открыт микромир, в котором действуют неизвестные ранее явления в объектах с необычными свойствами, выявлены многообразие и изменчивость космической среды — мегамира. Развитие генетики позволило добиться успехов в изучении механизма наследственности. В XX в. новое развитие получила идея эволюционизма. Она привела к созданию синтетической теории эволюции как продукта синтеза классического дарвинизма с современной молекулярной генетикой. Более того, эволюционизм вышел за пределы биологии. Важнейшие проявления современной идеи эволюционизма выразились в концепции эволюции Вселенной (A.A. Фридман, Г.А. Гамов, Э.П. Хаббл и др.), неравновесной термодинамике (И. Пригожий), синергетике (Г. Хакен), идее самоорганизации (Н. Винер, У.Р. Эшби и др.), в обнаружении дарвиновского отбора на уровне молекулярных структур (М. Эйген). Современный этап научно-технической революции открывает широкие перспективы для общества, которые ассоциируются с микроэлектроникой, информатикой, робототехникой, биотехнологией, созданием материалов с заранее заданными свойствами и новыми источниками энергии. Развитие микроэлектроники позволяет значительно увеличить возможности человека при решении интеллектуальных задач, повысить производительность труда и изменить его характер.

Естественно-научные открытия и основанный на них научно-технический прогресс оказали заметное воздействие на интерпретацию фундаментальных принципов различных типов и видов мировоззрений. В конечном счете это послужило одним из факторов процесса секуляризации, т.е. освобождения от религиозного влияния многих сфер жизнедеятельности общества и личности.

В то же время использование достижений науки и техники для создания оружия массового уничтожения, накопление его в огромных масштабах порождают у людей серьезную обеспокоенность, неуверенность в завтрашнем дне. Кроме того, нарастающие темпы промышленного развития создают глобальные экологические проблемы. Проникновение человечества в микро- и мегамир, к которым неприложимы обычные характеристики и представления, сложившиеся в макромире, породило в сфере естественных наук тенденцию к утверждению инструментализма как методологического принципа. Согласно этому принципу, наука не может открыть и не открывает нам новых миров, она является лишь инструментом, при помощи которого описываются наблюдаемые явления.
Естествознание с точки зрения теологов

Современное естествознание оказывает влияние как на формирование нерелигиозного мировоззрения, так и на процессы адаптации религиозного мировоззрения к условиям современности. Развитие науки ставило и ставит перед теологией принципиальные вопросы. Среди богословов нет единства в трактовке многих положений религии [18].

Одни из них отстаивают идею творения, используя естественно-научные теории тепловой смерти Вселенной, большого взрыва, «черных дыр», генных мутаций и пр., а также ссылаясь на нерешаемость на данном уровне развития знаний ряда научных проблем. Так, в 1970 г. в США был создан Институт креационных исследований. Обычно под креационизмом понимают направление в естественных науках, объясняющее происхождение мира актом сверхъестественного творения и отрицающее эволюцию. Основатель института Г. Моррис полагает, что креационная модель творения в отличие от эволюционной выделяет особый начальный период творения, в течение которого важнейшие системы природы были созданы в завершенном, действующем виде с самого начала. Поскольку естественные процессы в настоящее время ничего подобного не создают, процессы творения должны быть сверхъестественными; их осуществление требовало всемогущего, трансцендентного, «запредельного» Создателя. Когда Создатель завершил акт творения, процессы создания были окончены и заменены процессами сохранения, чтобы поддерживать Вселенную и обеспечить ей возможность выполнить некое предназначение [16].

Попытки истолкования естественно-научных фактов для доказательства существования Высшего Творца и отрицание эволюционных идей предпринимаются не только в христианстве. Так, интерпретацию эволюционной теории с позиций ислама дает турецкий теолог Аднан Октар (Харун Яхья). Рассматривая различные объекты из области современного естествознания (атомы, клетки, гормоны, растения и животные, человек и т.д.), он приходит к заключению, что все они настолько сложны, что не могли быть созданы эволюционным путем, а лишь с помощью Всевышнего.

В христианском модернизме популярно мнение о том, что в библейских историях творения отражен не реальный ход событий, а свидетельство определенного этапа развития человеческого опыта, знания о мире, стиля мышления и речи. Например, протестантский богослов Дж. Хик утверждает, что истории творения по своему характеру мифологические и современная теология не должна поддерживать положение о творении. По его мнению, оценивая сегодня библейские представления о творении, абсурдно настаивать на том, что они являются наукой или историей, и делать о них научные или исторические заключения.

Современные теологи по-разному оценивают причины и сущность конфликтов между религией и наукой. Некоторые из них полагают, что противоборство религии и науки объясняется непониманием Священного Писания, в котором Бог, давая человеку наказ владычествовать над миром, косвенно предписывал ему заниматься наукой, ибо без ее помощи неосуществимо выполнение божественного наказа. А. Хайард, будучи одновременно и физиком, и богословом, считает, что в таких конфликтах нередко повинны и сами служители церкви, отвергавшие научные теории на основании собственных интерпретаций библейских текстов. Сталкиваясь с научными теориями, которые противоречили их представлениям о мире, они предпочитали не анализировать их, а априори объявляли несоответствующими Писанию и на этом основании отвергали их. По мнению Хайарда, такие теологи, выступая против науки, думали, что они защищают веру и Библию, но на самом деле они отстаивали собственные, часто неверные ее интерпретации, нанося в итоге вред своему делу, ибо создавали у людей впечатление, что христианство противостоит научному методу познания.

Широко распространены представления о том, что в конфликте религии и науки виновниками столкновений являются обе стороны. Теологи Э. Фер, О. Шпюльбек, Н. Янг и др. видят причины конфликтов между религией и наукой в том, что обе стороны переходили границы своих областей исследования и позволяли себе вторгаться в сферы, где они не могли высказывать компетентных суждений: теологи требовали от ученых, чтобы их данные согласовывались с религиозными представлениями о мире, а ученые утверждали, что их достижения доказывают ложность представлений о существовании Бога.

Теологи полагают, что наблюдаемые сегодня результаты такого противостояния крайне плачевны, поскольку у ученых отсутствует чувство ответственности за последствия внедрения естественно-научных достижений в практику. Здесь церкви могли бы выступать как «моральные посредники», помогающие человеческому обществу в научной и технологической деятельности.

При реализации этой программы необходимо установить новые отношения между религией и наукой.

Долгое время в теологии была популярна точка зрения, согласно которой конфликтов религии и науки можно избежать, если рассматривать их как независимые области человеческой деятельности и культуры вследствие фундаментальных различий между ними. Такая точка зрения вызывает возражения у многих теологов, поскольку они считают, что тот, кто не принимает божественного вторжения в природу, вряд ли согласится допускать его вмешательство и в сферы личности, общества, истории. Кроме того, если можно построить адекватную картину природного мира без соотнесения ее с Богом, то очевидно, что такой Бог не может быть подлинным Богом-Творцом, следовательно, в него нельзя верить и как в источник морали.

Другие теологи, обращаясь к идее разграничения религии и науки, полагают, что научная интерпретация основана на принципе причинности, а фундаментом религиозной интерпретации является убеждение в наличии смысла, значения вещей. Конечно, наука может обнаруживать и изучать смыслы отдельных феноменов и процессов, но смысл целостной структуры мира и культуры для нее недоступен, поэтому она не может указать человеку жизненную ориентацию, определить цель его существования. Религия же позволяет достичь подлинной истины через изменение, реформацию самого человека, оказывая ему помощь в обретении смысла жизни.

X. Ролстон высказывается так: наука ищет знания, а религия — мудрости, т.е. они не исключают друг друга, а частично совпадают. Следовательно, союз религии и науки может быть полезен для обеих сторон.

Желая установления союза религии и науки, теологи отмечают сходность черт этих областей культуры. Так, индийский теолог П. Грегориос считает, что обе они представляют собой пути отношения человека к реальности, имеют субъективный и объективный полюсы, когнитивное (познавательное) и практическое содержание. Обе изучают структуру реальности, оказывают влияние на самого человека и на его отношение к миру. И религия, и наука характеризуются определенными традициями, наличием преемственности в своей деятельности, являются институционально организованными общественными учреждениями и претендуют на исключительный доступ к знанию реальности.

Некоторые теологи объявляют науку особого рода религией. По их мнению, наука, как и теология, занимается трансцендентными объектами, выходящими за пределы непосредственно наблюдаемого. Религия и наука пытаются постигать действительность при помощи понятийных конструкций, являющихся продуктом мышления исследователей. Например, физики сегодня оперируют понятием «нейтрино» - конструкцией, используемой для объяснения определенных физических процессов и содержащей ряд свойств, которые невозможно изобразить при помощи классической физики. То же можно сказать и о теологическом определении Божественной Троицы (Триединства), которое также является понятийной конструкцией, характеристики которой не могут быть описаны в терминах, относящихся к сотворенному миру.

Непосредственная ненаблюдаемость того или иного феномена и невозможность его изображения вовсе не означают отрицания его существования. Поэтому, с точки зрения Ролстона, неверие в Бога на основании его невидимости не более резонно, чем неверие по той же причине в элементарные частицы.

По мнению некоторых теологов, и в науке, и в религии используются руководящие теоретические концепции, или парадигмы. В науке это, например, ньютоновская и эйнштейновская, птолемеевская и коперниковская системы объяснения устройства и функционирования мира. Парадигмы в религии - признание того, что Бог есть Любовь, что Христос - Богочеловек и т.п. Так же как и в науке, в религии были парадигмы, которые сегодня полностью отброшены или серьезно оспариваются: шестидневное творение, вербальная непогрешимость Библии и др. Конечно, религиозные парадигмы устойчивее, чем научные, но и они переживают рождение и гибель.

Другой вопрос, который активно обсуждается теологами, -соотношение объективного и субъективного в науке и религии. И та, и другая стремятся к тому, чтобы их информация была объективной, но элемент субъективного неизбежно присутствует в них обеих. Всякое познание представляет собой определенное отношение человека к реальности, поэтому субъективный фактор играет в познавательном процессе существенную роль. Ясно, что в религию элементы субъективного проникают более глубоко, чем в науку. Но сегодня и научное познание становится все более субъективным, поскольку радикально меняется статус исследователя: из простого зрителя он превращается в активного участника, которого нельзя отделить от объекта наблюдения. Так, в квантовой физике процесс наблюдения решающим образом влияет на наблюдаемую систему; кроме того, ученый сам выбирает, что и как изучать. Теологи все же признают, что наука дает объективное знание о мире, что в целом она не субъективна, а скорее персональна, она выдерживает попытки фальсифицировать ее, успешно объясняет факты, генерирует подтверждаемые опытом предсказания. От субъективизма науку во многом предохраняет то, что ученый работает не один, а в научном сообществе.

Многие теологи настаивают на том, что полное адекватное постижение действительности возможно только при условии объединения религиозного и научного путей ее познания. Для обоснования этой возможности используется принцип дополнительности, выдвинутый Н. Бором в 1920-х гг. для истолкования познавательной ситуации, возникшей в квантовой механике. Согласно этому принципу, при экспериментальном исследовании микрообъекта могут быть получены точные данные либо о его энергиях и импульсах, либо о поведении в пространстве и времени. Эти две взаимоисключающие картины - энергетически-импульсная и пространственно-временная, получаемые при взаимодействии микрообъекта с соответствующими измерительными приборами, «дополняют» друг друга. Поэтому некоторые современные теологи признают возможность построения единой целостной картины мира на основе синтеза науки и религии. Для реализации этой задачи следует избегать крайностей - соблазна фиксировать их сходство и забывать о различиях или, наоборот, абсолютизировать эти различия. Например, папа Иоанн Павел II считает, что единство религии и науки, к которому стремится христианство, вовсе не означает их идентичности. По его мнению, единство всегда предполагает несходство и интеграцию его элементов. Каждый из элементов должен стать не меньше, а больше себя в динамическом взаимообмене, ибо единство, в котором один из элементов редуцируется к другому, является деструктивным, ложным в его обещании гармонии и гибельным для интеграции его компонентов.
§ 1.4. Естествознание и философия
Взаимоотношения философии и естествознания

Между философией и естествознанием всегда существовала тесная взаимосвязь [14, 24, 28, 29]. Она восходит еще к античному периоду становления науки. Как уже отмечалось, первичное нерасчлененное знание о мире и человеке, накопленное в течение многих столетий развития первобытно-родового общества, было совокупностью эмпирических сведений, верований и мифов, устно передававшихся от поколения к поколению. Изобретение письменности, развитие материального производства, разделение умственного и физического труда интенсифицировало накопление знаний. Это привело к возникновению науки как теоретической системы знаний о мире, а затем - к дифференциации наук. Становление философии и конкретных естественных наук по их предмету и теоретическому содержанию исторически происходило более или менее одновременно и параллельно при постоянном взаимодействии друг с другом и непрерывном обмене концепциями. Уже в Древней Греции наряду с философскими концепциями мироздания и общества начали формироваться такие науки, как астрономия, арифметика, геометрия, география, медицина, история, которые не считались философией.

Вместе с этим происходило предметное самоопределение философии, которая все более сосредоточивалась на всеобщих проблемах бытия и познания. В ее рамках рассматривались вопросы сущности мира: был ли он создан Богом или существует вечно и материален; в чем смысл жизни; каковы перспективы и цели общества, грядущая судьба человечества; познаваем ли мир и каковы законы и методы этого познания. Эти вопросы и сейчас являются предметом философских дискуссий. Естественные науки также участвовали в их обсуждении и давали свои решения, но по мере дифференциации наук и более точного определения их предмета область исследования в каждой из наук ограничивалась более частными и конкретными вопросами.

Считается, что становление теоретического естествознания началось в XVII в. во многом благодаря ускоряющему воздействию материального производства и развитию капитализма.

B XVII-XIX вв. активно развиваются математика, физика, астрономия, биология и другие естественные и гуманитарные науки, все более отдаляющиеся от философии. В натурфилософии (философии природы) того времени конкретно-научные теории и факты часто связывались со схемами религиозного мироздания. Так, Г.В. Лейбниц все явления природы трактовал как формы реализации некоторой мудрой цели, поставленной творцом, создавшим этот лучший из всех возможных миров. И. Кант развивал динамическую концепцию материи как формы проявления активной энергии, вложенной Богом в субстанцию в момент создания мира.

В натурфилософии Ф.В. Шеллинга и Г.В.Ф. Гегеля также давалось телеологическое и пантеистическое понимание природы. Например, по Гегелю, природа - это форма инобытия абсолютного духа, который в процессе саморазвития трансформируется в природные и социальные явления и через них все более полно познает свою сущность, достигая в конечном счете абсолютного знания. При этом если теории и факты естествознания не укладывались в общую концепцию, то эти теории и факты должны быть отвергнуты как ложные. Так, Гегель выступает против спектральной теории света Ньютона, отвергает атомистику, кинетическую теорию теплоты и т.д. В конечном счете всякую науку Гегель рассматривал как прикладную логику.

Натурфилософские представления развивались и в рамках французского материализма второй половины XVIII в. В трудах П.А. Гольбаха, Д. Дидро, Ж.Л. Д'Аламбера, П.С. Лапласа, Ж.О. Ламеттри излагается представление о природе как о движущейся материи, вечной во времени и бесконечной в пространстве, находящейся в постоянном саморазвитии в виде круговоротов и закономерно порождающей жизнь и разум на планетах, где для этого существуют благоприятные условия. По их представлениям, все явления в мире детерминированы материальными связями и естественными законами, познание которых даст со временем возможность объяснить любые явления. Гегель называл такой материализм механическим. Этот термин впоследствии получил достаточно широкое распространение. Из всех естественных наук того времени механика достигла наибольших успехов ко второй половине XVIII в., особенно астрономия и небесная механика. Французские материалисты широко использовали эти достижения, но не ограничивались ими. В своей философской аргументации они обращались к естественным наукам, фактам истории, искусству, этическим и правовым теориям. В России того времени соединение достижений науки и материалистического миропонимания было осуществлено в трудах М.В. Ломоносова.

В XIX в. натурфилософия развивалась в трудах П.С. Лапласа, Дж. Дальтона, Л. Фейербаха, М. Фарадея, Дж.К. Максвелла, Ч. Дарвина, Э. Геккеля, Л. Больцмана и других ученых, которые в своем философском миропонимании опирались на достижения науки, а некоторые из них сами были авторами фундаментальных открытий и теорий. Характерно, что новые естественнонаучные концепции вначале формулировались их авторами в виде философских идей, а по мере их разработки, эмпирического и теоретического обоснования воплощались в конкретно-научные теории. Философское миропонимание выполняло конструктивную эвристическую функцию.

Во второй половине XIX в. проблему взаимодействия философии и естествознания рассматривали К. Маркс и Ф. Энгельс. Так, Энгельс свой труд «Диалектика природы» посвятил диалектико-материалистическому анализу достижений науки в понимании природы, раскрытию всеобщих свойств и законов движения материи, уточнению принципов диалектического материализма. По мнению Энгельса, не природа должна согласовываться с принципами, а принципы верны лишь постольку, поскольку они соответствуют действительности.

Как негативная реакция на идеалистическую натурфилософию получил распространение позитивизм О. Конта и его последователей. Конт полагал, что наука не нуждается в организующей ее философии, что она сама заключает в себе философское понимание мира и его познания. Согласно концепции позитивизма, подлинное, «положительное» (позитивное) знание может быть получено лишь как результат отдельных конкретных наук и их синтетического объединения. На место той философии, которая существовала тогда, Конт предлагал поставить синтетическое научное знание, сведенное к общим выводам из естественных и общественных наук. Позитивизм отвергает претензии философии на раскрытие причин и сущностей. По Конту, наука не объясняет, а лишь описывает, отвечает на вопрос не «почему», а «как». В рамках исторически первой формы позитивизма, именуемой классическим позитивизмом, утверждалось, что наука способна к бесконечному развитию (О. Конт), однако мир объективной реальности непознаваем (Г. Спенсер).

Позитивизм Конта послужил одним из важнейших источников философии эмпириокритицизма (махизма) - второго этапа развития позитивизма. Дело в том, что открытия конца XIX - начала XX в. (делимость атомов, существование кванта действия и других качественно иных законов микромира) привели к кризису механической картины мира. Это было истолковано некоторыми философами как кризис физики, опровержение материализма и доказательство полной относительности и условности научных теорий. Э. Мах, Р. Авенариус и их последователи сформулировали свою философию естествознания — эмпириокритицизм. В рамках этой философии, так же как и в классическом позитивизме, отрицались и материализм, и идеализм. Мах рассматривал материю как совокупность «элементов мира», представляющих собой комбинации физических и психических свойств (вторичных качеств). Он сформулировал принцип экономии мышления, по которому мышление представляет собой изначальную биологическую потребность организма в самосохранении, обусловливающей необходимость «приспособления» организма к фактам. Поэтому объяснительная часть науки является излишней и в целях экономии мышления должна быть удалена. То же содержание Авенариус вкладывает в принцип наименьшей траты сил. Считая, что в опыте снимается противоположность материи и духа, он выдвинул теорию принципиальной координации, согласно которой «без субъекта нет объекта», т.е. без сознания нет материи. Таким образом, природа ставилась в зависимость от субъекта и способов ее восприятия.

Дальнейшее развитие позитивизма связывают с неопозитивизмом, появление которого относят к 1920-м гг. Продолжая традицию позитивизма, сторонники неопозитивизма отрицают возможности философии как теоретического познания, отрицают постановку вопроса об отношении материи и сознания, считая это способом преодоления конфронтации идеализма и материализма. В рамках данного течения внимание концентрируется на анализе роли знаково-символических средств научного мышления, отношения теоретического аппарата и эмпирического базиса науки, природы и функции математизации и формализации знания и пр.

Кроме рассмотренных философских систем и их отношения к естествознанию существуют и другие взгляды. Однако нам интересны две крайние «модели» решения вопроса взаимодействия естествознания и философии: во-первых, умозрительно-философский подход (натурфилософия, философия истории и т.п.), сущность которого состоит в прямом выведении специальных положений частных наук непосредственно из общих философских принципов без проведения анализа конкретного - фактического и концептуального - материала естественных наук; во - вторых, позитивизм, согласно которому «наука сама себе философия». При использовании этих крайних моделей роль философии в частнонаучном познании либо абсолютизируется (в первой модели), либо принижается или даже вовсе отвергается (во второй).
Философские основания естествознания

Взгляды на то, что является философскими вопросами естествознания, исторически менялись с развитием науки [14, 24, 28, 29 и др.]. В XVII-XVIII вв. философскими считались вопросы о природе теплоты, электричества, магнетизма, о свойствах атомов, строении Солнечной системы, причинах болезней и т.п. По мере их решения они переходили в ведение физики, астрономии или медицины. Мысль философов устремлялась к новым проблемам, по которым выдвигались различные гипотезы. Но когда эти проблемы становились объектом специального научного исследования в конкретных дисциплинах, по ним накапливался большой эмпирический материал и ученые давали их теоретическое объяснение, большинство философов утрачивало к ним интерес, переходя к новым спорным вопросам общего характера. Так, в конце XIX в. обсуждались вопросы о природе эфира, сущности электромагнитного поля, строении атомов, происхождении звезд, эволюции живой природы и др. Затем философские дискуссии переместились в .область анализа квантовой механики, теории относительности, космологии, генетики, а многие из этих дискуссий продолжаются до сих пор.

Философские проблемы науки обычно находятся на переднем крае науки, отличаются неоднозначностью решений, служат объектом различных подходов в дискуссиях. Иногда они совпадают с общетеоретическими проблемами какой-либо фундаментальной науки, но это не обязательно, так как в науках существует много общетеоретических нефилософских проблем. Теоретические и философские проблемы совпадают тогда, когда решение их важно не только для одной конкретной науки, но и для других наук, вносит вклад в общую картину мира и методологию познания. Философские проблемы естествознания возникают на «стыках» различных дисциплин и философии, их разработка и решение выступают как одна из важных форм интеграции научного знания. В качестве критерия философского характера той или иной естественно-научной проблемы принимается наличие в ней гносеологических (эпистемологических) аспектов; мировоззренческие, методологические и социальные проблемы также считаются философскими.

В рамках современной философии рассматриваются разнообразные естественно-научные проблемы, например: раскрытие общих свойств, законов структурной организации, изменения и развития различных типов природных систем; выявление закономерностей естественно-научного познания, его логики и методологии, психологии научных открытий; анализ дифференциации и интеграции научного знания, соотношения между новыми и старыми теориями, различными методами познания, определение возможностей и сферы применимости каждого из общенаучных методов и т.д.; анализ социальных аспектов применения естественно-научных открытий, а также социального статуса естествознания; определение степени универсальности категорий, законов и принципов естествознания, границ их применимости, содержательной логики этих теорий; изменение предмета теории с ее развитием.

Полученная в результате решения проблем информация распределяется двояким образом. Информация, имеющая глобальное мировоззренческое или социальное значение, входит в систему философских знаний. Если выводы имеют конкретно методологический смысл, они включаются в теорию фундаментальных наук. Более того, та или иная философская категория, имеющая общенаучное значение и интенсивно используемая в частных науках, детально разрабатывается в ее смысловом содержании в контексте науки и философии. Старые же философские категории или принципы, не используемые в науке, и в философии со временем выходят из употребления и представляют лишь исторический интерес. Например, общенаучный статус приобрели такие категории, как материя, движение, пространство, время, связь, взаимодействие, причинность, система, структура, вероятность, бесконечность, развитие, целостность и др. И в философии эти категории и связанные с ними принципы получили дальнейшее развитие. Вместе с тем некоторые широко употреблявшиеся в прошлом философские категории, в частности модусы субстанции, акциденции, сущностные силы, вещь в себе, в-себе-бытие, для-себя-бытие и др., не прижились в естествознании и, как следствие, практически вышли из употребления в философии современного естествознания.

При анализе философских вопросов естествознания особенно важны не столько сами конкретные вопросы или проблемные ситуации (их может быть очень много), сколько их конструктивные решения, обогащающие научное знание и входящие затем в систему философских оснований науки. К таким основаниям относят фундаментальные принципы и законы теории, составляющие ее каркас и придающие ей целостность. В каждой науке существуют собственные теоретические основания, которые используются для объяснения эмпирических фактов и предсказания новых явлений.

Кроме фундаментальных принципов и законов в теории имеются философские основания в виде положений, принципов и законов мировоззренческого, методологического или социального содержания. Мировоззренческие основания включают в себя совокупность фундаментальных принципов и законов, отражающих наиболее общие, или универсальные, свойства и законы бытия, материи, важнейшие стороны действительности. Методологические основания - это принципы познавательной деятельности, законы развития и смены теорий, взаимоотношения между различными теориями, совокупность методов научного познания. В системе методологических оснований раскрывается взаимоотношение между общими методами познания: индуктивным, дедуктивным, аксиоматическим, моделирования, системно-структурным и др. Помимо этого, методология еще подразумевает мировоззренческие законы и принципы, если они используются для объяснения явлений природы, интеграции научного знания либо являются ориентирующими установками в познании. Социальные основания теории включают в себя систему принципов и положений, определяющих место данной науки в общем человеческом знании, ее цель и назначение в плане удовлетворения социальных потребностей и ориентации, взаимоотношение науки и производства, науки и общественных отношений, морали, искусства, эстетические аспекты в научном творчестве и в развитии теории, движущие силы и закономерности развития теорий как социальных явлений.

Философские основания фактически входят в содержание любой фундаментальной науки, определяют ее мировоззренческое и методологическое значение. От исходной философской идеи нередко зависит степень обоснованности разрабатываемой гипотезы или концепции. Развитие наук неизбежно влечет за собой смену научных теорий, возможность ретроспективного анализа выдвигавшихся концепций, совершенствование общенаучных методов исследования, фундаментализацию одних теорий при помощи других. При последовательном решении многих традиционных проблем возникают новые философские проблемы в науках.

Рациональное решение проблемы взаимодействия естествознания и философии связано с рядом соображений. Во - первых, воздействие философских принципов на процесс научного исследования, как правило, осуществляется не прямо, а сложным опосредованным путем - через методы, формы и концепции других методологических уровней (прежде всего через общенаучный). Философия влияет на научное исследование на всех его стадиях, но в самой большой степени - при построении фундаментальных теорий. Причем это влияние может быть как позитивным, так и негативным - в зависимости от содержания философских идей, которыми руководствуется ученый. Воздействие философии на развитие научного познания объясняется ее умозрительно-прогностической функцией. Научная значимость выработанных философией идей и принципов подтверждается спустя много времени. Например, идеи атомизма и диалектики, выдвинутые в античности, были подтверждены физическими экспериментами только в недавнем прошлом. Очень важно, что принципы философии при переходе от умозрения к теоретическому исследованию выполняют функцию селекции или отбора: из множества умозрительных конструкций ученый выбирает именно те, которые согласуются с его собственными философскими и методологическими представлениями.

Во-вторых, философия - один из элементов научного поиска, а ее принципы - один из факторов поиска (наряду с опытом, интуицией, фантазией, воображением и т.д.). Поэтому даже при наличии хорошо обоснованных философских принципов положительный результат не гарантирован. Философские методы не всегда проявляются в процессе исследования. Однако в любой науке есть элементы всеобщего значения (законы, категории, понятия и т.д.), которые и делают конкретную науку, по выражению Гегеля, «прикладной логикой». Философия дает конкретным естественным наукам общие методологические принципы, которые функционируют в науке в виде универсальных норм, образующих в совокупности методологическую программу самого высокого уровня.

Итак, философия разрабатывает наиболее общую картину мира, строит определенные универсальные модели реальности, сквозь призму которых ученый смотрит на свой предмет исследования. Философия, синтезируя все знания, представляя мир в его универсальных характеристиках, дает общее видение мира, всеобщую основу для разработки конкретно научных представлений о мире. Философия помогает исследователю выбрать характерную для конкретной науки систему категорий, принципов, понятий и других средств и форм познания, определенные мировоззренческие и ценностные установки и т.д. Она вооружает его знанием общих закономерностей самого познавательного процесса в целом, учением об истине и путях ее достижения, о социокультурном контексте познания и т.п.
§ 1.5. Естествознание и математика
Сущность математики и история ее развития

Наука не может ограничиться констатацией фактов и отдельных эмпирических законов. На определенном этапе ее развития необходим переход от чувственно-эмпирического исследования к рационально-теоретическому. На этой стадии выдвигаются гипотезы для объяснения фактов и эмпирических законов, установленных с помощью наблюдений и экспериментов. В процессе разработки и проверки гипотез приходится обращаться не только к логическим, но и к математическим методам. Поэтому естествознание тесно связано с математикой, которая, исследуя формы и отношения, встречающиеся в природе, обществе, а также в мышлении, отвлекается от содержания и исключает из допускаемых внутри нее аргументов наблюдение и эксперимент. Математику нельзя причислить к естествознанию или общественным наукам: естествознание непосредственно изучает природу, а математика изучает не сами объекты действительности, но математические объекты, которые могут иметь прообразы в действительности [21, 29].

Формирование математики как самостоятельной отрасли научного знания обычно относят к античности. В это время появляются различные представления о соотношении математических образов и реальных природных объектов, следовательно, о соотношении математики и естествознания [13]. Так, Платон считал, что понимание физического мира может быть достигнуто только с помощью математики, ибо «Бог вечно геометризует». Для Платона математика не просто посредник между идеями и данными чувственного опыта - математический порядок он считал точным отражением самой сути реальности. Наименьшие части элемента Земли он ставил в связь с кубом, наименьшие части элемента воздуха - с октаэдром (правильным многогранником с 8 треугольными гранями, 12 ребрами, 6 вершинами, в каждой из которых сходятся 4 ребра), элементы огня — с тетраэдром (правильной треугольной пирамидой, имеющей треугольные 4 грани, 6 ребер, 4 вершины, в каждой из которых сходятся 3 ребра), элементы воды - с икосаэдром (правильным многогранником с 20 треугольными гранями, 30 ребрами, 12 вершинами, в каждой из которых сходятся 5 ребер). Не было элемента, соответствующего додекаэдру (правильному многограннику, имеющему 12 пятиугольных граней, 30 ребер, 20 вершин, в каждой из которых сходятся 3 ребра), и Платон предположил, что существует пятый элемент, который боги использовали, чтобы создать Вселенную. Он конструировал свои правильные тела из двух видов треугольников - равностороннего и равнобедренного прямоугольного. Соединяя их, он получал грани правильных тел, которые можно разложить на треугольники, а из этих треугольников построить новые правильные тела. Например, по Платону, один атом огня и два атома воздуха в сочетании дают один атом воды. С его точки зрения, треугольники нельзя считать материей, т.е. они не имеют пространственного протяжения. А при объединении треугольников в правильные тела возникает частица материи. Поэтому наименьшие частицы материи представляют собой математические формы. Аристотель, подвергая взгляды Платона сомнению, придерживался другого мнения: он считал, что математические предметы не могут существовать отдельно.

Математика интенсивно развивалась в античности. Поворотным событием для дальнейшего развития научного знания стала работа Евклида «Начала», где впервые применялись доказательства. Эта математическая система была преподнесена как идеальная версия того, что составляло содержание реального мира. Значительно расширили математическое знание греки Александрийского периода: Аполлоний («Конические сечения»), Гиппарх, Менелай, Птолемей, Диофант («Арифметика») и т.д.

В средневековой Европе главенствующую роль заняла теологическая ветвь науки, а исследование природы любыми средствами, в том числе математическими, трактовалось как предосудительное занятие. Центр научной мысли переместился в Индию, а несколько позже - в арабские страны. В Индии того времени вводятся в широкое употребление десятичная позиционная система счисления и нуль для обозначения отсутствия единиц данного разряда, зарождается алгебра. В арабской культуре сохранялись математические знания древнего мира и Индии. Конец Средневековья (XV в.) в арабских странах отмечен деятельностью Улугбека, который при своем дворе в Самарканде создал обсерваторию, собрал более 100 ученых и организовал долго остававшиеся непревзойденными астрономические наблюдения, вычисление математических таблиц и т.п.

В XVII в. начинается новый период во взаимоотношениях математики и естествознания. Многие отрасли естествознания начинают базироваться на применении экспериментально-математических методов. В результате появляется уверенность в том, что научность (истинность, достоверность) знания определяется степенью его математизации. Так, Г. Галилей утверждал, что книга природы написана на языке математики, а согласно И. Канту, в каждом знании столько истины, сколько есть математики. Логическая стройность, строго дедуктивный характер построений, общеобязательность выводов создали математике славу образца научного знания.

Противоположного мнения о роли математики для раскрытия качественных особенностей придерживался великий писатель, мыслитель и естествоиспытатель И.В. Гёте, который воспринимал неживую природу и все живое (включая человека) как единое целое и придавал большое значение интуиции и опыту. Гёте считал, что световые и другие природные явления должны наблюдаться в их естественном виде, так как эксперимент и количественный анализ мало помогают в понимании подлинной их сущности: он полагал, что эта сущность познается только непосредственным опытом и интуицией.

В XIX в. с резкой критикой экспериментального изучения явлений природы выступил А. Шопенгауэр. Он не только поддерживал подход Гёте, но и вообще отрицал какую-либо пользу от применения математического языка к изучению природы. Даже сами математические доказательства Шопенгауэр называл «мышеловки», считая, что они не дают истинного представления о реальных процессах.

Многие выдающиеся ученые XX в., в особенности физики, говорили о значении математики как важнейшего средства для точного выражения научной мысли. Н. Бор указывал на огромную роль математики в развитии теоретического естествознания и говорил, что математика - это не только наука, но и язык науки. Р. Фейнман отмечал, что математика - это язык плюс мышление, как бы язык и логика вместе. Однако в то же время он считал, что такой науки, как математика, не существует.

Различные варианты тезиса Шопенгауэра о том, что математика не способствует, а затемняет понимание реальных явлений, характерны и для наших дней. Так, иногда противопоставляют объяснение явлений их пониманию, полагая, что количественный язык и методы математики в лучшем случае содействуют объяснению явлений неорганической природы, но не могут дать ничего ценного в понимании процессов культурно-исторической и духовной жизни. При этом понимание рассматривается как чисто интуитивная деятельность мышления, вследствие чего отрицается возможность использовать для его анализа логико-рациональные, в том числе математические, средства исследования. В настоящее время к применению количественного языка математики особенно критически настроены ученые, занимающиеся исследованием сложных биологических, психических и социальных процессов и привыкшие больше доверять опыту и интуиции, чем их математическому анализу.
Математика как специфический язык естествознания

Как бы то ни было, естествознание все шире использует математический аппарат для объяснения природных явлений [21, 29]. Можно выделить несколько направлений математизации естествознания:

? количественный анализ и количественная формулировка качественно установленных фактов, обобщений и законов конкретных наук;

? построение математических моделей (об этом несколько позже) и даже создание таких направлений, как математическая физика, математическая биология и т.д.;

? построение и анализ конкретных научных теорий, в частности их языка.
Рассмотрим математику как специфический язык науки, отличающийся от естественного языка, где, как правило, используют понятия, которые характеризуют определенные качества вещей и явлений (поэтому их часто называют качественными). Именно с этого начинается познание новых предметов и явлений. Следующий шаг в исследовании свойств предметов и явлений - образование сравнительных понятий, когда интенсивность какого-либо свойства отображается с помощью чисел. Наконец, когда интенсивность свойства или величины может быть измерена, т.е. представлена в виде отношения данной величины к однородной величине, взятой в качестве единицы измерения, тогда возникают количественные, или метрические, понятия.

Прогресс в научном познании часто связан с введением именно количественных понятий и созданием количественного языка, которые и исторически, и логически возникают на основе языка качественных описаний. Количественный язык выступает как дальнейшее развитие, уточнение и дополнение обычного, естественного языка, опирающегося на качественные понятия. Таким образом, количественные и качественные методы исследования не исключают, а скорее дополняют друг друга. Известно, что количественные понятия и язык использовались задолго до того, как возникло экспериментальное естествознание. Однако только после появления последнего они начинают применяться вполне сознательно и систематически. Язык количественных понятий наряду с экспериментальным методом исследования впервые успешно использовал Г. Галилей.

Преимущества количественного языка математики в сравнении с естественным языком состоят в следующем:

? такой язык весьма краток и точен. Например, чтобы выразить интенсивность какого-либо свойства с помощью обычного языка, нужно несколько десятков прилагательных. Когда же для сравнения или измерения используются числа, процедура упрощается. Построив шкалу для сравнения или выбрав единицу измерения, можно все отношения между величинами перевести на точный язык чисел. С помощью математического языка (формул, уравнений, функций и других понятий) можно гораздо точнее и короче выразить количественные зависимости между самыми разнообразными свойствами и отношениями, характеризующими процессы, которые исследуются в естествознании. С этой целью используются методы математики, начиная от дифференциального и интегрального исчисления и кончая современным функциональным анализом;

? опираясь на крайне важные для познания законы науки, которые отображают существенные, повторяющиеся связи предметов и явлений, естествознание объясняет известные факты и предсказывает неизвестные. Здесь математический язык выполняет две функции: с помощью математического языка точно формулируются количественные закономерности, характеризующие исследуемые явления; точная формулировка законов и научных теорий на языке математики дает возможность при получении из них следствий применить богатый математический и логический аппарат.

Все это показывает, что в любом процессе научного познания существует тесная взаимосвязь между языком качественных описаний и количественным математическим языком. Эта взаимосвязь конкретно проявляется в сочетании и взаимодействии естественно-научных и математических методов исследования. Чем лучше мы знаем качественные особенности явлений, тем успешнее можем использовать для их анализа количественные математические методы исследования, а чем более совершенные количественные методы применяются для изучения явлений, тем полнее познаются их качественные особенности.

Математика в естествознании:

? играет роль универсального языка, специально предназначенного для лаконичной точной записи различных утверждений. Конечно, все, что можно описать языком математики, поддается выражению на обычном языке, но тогда изъяснение может оказаться чересчур длинным и запутанным;

? служит источником моделей, алгоритмических схем для отображения связей, отношений и процессов, составляющих предмет естествознания. С одной стороны, любая математическая схема или модель - это упрощающая идеализация исследуемого объекта или явления, а с другой - упрощение позволяет ясно и однозначно выявить суть объекта или явления.

Поскольку в математических формулах и уравнениях отражены некие общие свойства реального мира, они повторяются в разных его областях. На этом свойстве построен такой своеобразный метод естественно-научного познания, как математическая гипотеза, когда к готовым математическим формам пытаются подобрать конкретное содержание. Для этого в подходящее уравнение из смежных областей науки подставляют величины другой природы, а затем производят проверку на совпадение с характеристиками исследуемого объекта. Эвристические возможности этого метода достаточно велики. Так, с его помощью были описаны основные законы квантовой механики: Э. Шрёдингер, приняв волновую гипотезу движения элементарных частиц, нашел уравнение, которое формально не отличается от уравнения классической физики колебаний нагруженной струны, дал его членам совершенно иную интерпретацию (квантово-механическую). Это позволило Шрёдингеру получить волновой вариант квантовой механики.
Приложение математики к разным отраслям естествознания

Приложения математики весьма разнообразны. По мнению акад. А.Н. Колмогорова, область применения математического метода принципиально не ограничена [13]. В то же время роль и значение математического метода в различных отраслях естествознания неодинаковы. Дело в том, что математические методы применимы для объектов и явлений, обладающих качественной однородностью и вследствие этого количественно и структурно сравнимых. Именно со сложностью выявления качественной однородности групп объектов и явлений связана трудность получения математических формул и уравнений для объектов естествознания. Чем более сложными и качественно различными являются природные объекты и явления, тем труднее их сравнивать количественно, т.е. тем труднее они поддаются математизации.

Математический метод полностью господствует в небесной механике, в частности в учении о движении планет. Имеющий очень простое математическое выражение закон всемирного тяготения почти полностью определяет изучаемый здесь круг явлений. Каждый результат, полученный на основе математического метода, с высокой точностью подтверждается в действительности.

В физике тоже велика роль математического метода. Почти не существует области физики, не требующей употребления развитого математического аппарата. Основная трудность исследования заключается не в применении математической теории, а в выборе предпосылок для математической обработки и в истолковании результатов, полученных математическим путем.

В химии для исследования закономерностей также широко используются математические методы. Это возможно потому, что при всем различии свойств химических элементов все они обладают и общей характеристикой - атомным весом. Сравнение элементов по этому признаку позволило Д.И. Менделееву построить Периодическую систему элементов. На выделении общих свойств химических веществ и соединений обычно и основывается применение математических методов в химии.

В биологических науках и науках о Земле математические методы часто играют подчиненную роль вследствие множества специфических свойств изучаемых здесь систем. Это затрудняет поиски качественной однородности среди них и соответственно математизацию этих наук. Однако и здесь есть высокоматематизированные отрасли, опирающиеся на изучение физических основ природных явлений (геофизика, биофизика и т.д.).

Таким образом, роль математизации в современном естествознании очень велика, и нередко новая теоретическая интерпретация какого-либо явления в естествознании считается полноценной, если удается создать математический аппарат, отражающий основные его закономерности. Однако не следует думать, что все естествознание в итоге будет сведено к математике. Построение различных формальных систем, моделей, алгоритмических схем — лишь одна из сторон развития научного знания, а естествознание развивается прежде всего как содержательное знание. Не удается формализовать сам процесс выдвижения, обоснования и опровержения гипотез, научную интуицию. Глубина объяснения и достоверность предсказания зависят в первую очередь от тех конкретных посылок, на которые они опираются, и математизация не может восполнить пробел в отсутствии такого рода посылок. Знаменитый естествоиспытатель Т. Гексли говорил, что математика, подобно жернову, перемалывает то, что под него засыпают, и, как, засыпав лебеду, вы не получите пшеничной муки, так, исписав целые страницы формулами, вы не получите истины из ложных предположений. А по мнению известного математика акад. Ю.А. Митропольского, применение математики к другим наукам имеет смысл только в единении с глубокой теорией конкретного явления, иначе можно сбиться на простую игру в формулы, за которой нет реального содержания.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

  1. Что такое естествознание? Какие науки естественно-научного цикла вы знаете?

  2. Что такое культура? Что общего и в чем различия между естественно-научной и гуманитарной культурами?

  3. Как мотивируют свои воззрения представители сциентизма и антисциентизма? Охарактеризуйте точки зрения каждого направления и выскажите свои соображения на этот счет.

  4. Как развивались взаимоотношения между религиозным и научным видами знания? Есть ли у них точки соприкосновения? В чем противоречия между этими видами знания?

  5. Что такое естествознание с точки зрения современных теологов?

  6. Назовите основные этапы в развитии взаимоотношений естествознания и философии.

  7. Что такое натурфилософия и позитивизм? Как они соотносятся?

  8. Каковы основные философские основания современного естествознания?

  9. Где и почему наиболее тесно переплетаются философское и естественно-научное знания?

10. Назовите возможные основания классификации наук. Почему не удается построить единую универсальную классификацию?

  1. Какие функции выполняет математика в естествознании? Как развивалась математика и какое место она занимала в естествознании в разные исторические эпохи?

  2. Каковы основные направления математизации науки? Почему не удается одинаково хорошо математизировать разные отрасли естествознания?


ЛИТЕРАТУРА

  1. Белик А.П. Культурология. Антропологические теории культур. М., 1998.

  2. Букановский В.М. Принципы и основные черты классификации современного естествознания. Пермь, 1960.

  1. Введение в культурологию. Воронеж, 1994.

  2. Геттнер А. География, ее история, сущность и методы. Л.; М., 1930.

  3. Григорьев В.И. Наука в контексте культуры. М., 1981.

  4. Грядовой Д.И. Концепции современного естествознания. Структурный курс основ естествознания. М., 2000.

  1. Кедров Б.М. Классификация наук. М., 1988.

  2. Кедров Б.М. Предмет и взаимосвязь естественных наук. М., 1967.

  3. Концепции современного естествознания /Под ред. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. М., 1997.

  1. Кузнецов Б.И., Идлис Г.М., Гутина В.Н. Естествознание. М., 1996.

  2. Культурология /Под ред. Г.В. Драча. Ростов н/Д, 1995.

  3. Лямин B.C. География и общество. М., 1978.

  4. Математический энциклопедический словарь. М., 1988.

  5. Материалистическая диалектика и методы естественных наук. М., 1968.

  6. Мелюхин С. Т. Материя в ее единстве, бесконечности и развитии. М., 1966.

  7. Морис Г. Сотворение мира: научный подход. Калифорния, 1990.

  8. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. М., 1990.

  9. Основы религиоведения / Под ред. И.Н. Яблокова. М., 1998.

  10. Пригожин И., СтенгерсИ. Время, хаос, квант. М., 1994.

  11. Работы Л.А. Уайта по культурологии. М., 1996.

  12. Рузавин Г.И. Математизация научного знания. М., 1984.

  13. Самойлов Л.Н. Философия. Исторический обзор. М., 1999.

  14. Степин B.C., Горохов В.Г., Розов М.А. Философия науки и техники. М., 1996.

  15. Степин B.C. Философия науки. М., 2003.

  16. Степин B.C. Философская антропология и философия науки. М., 1992.

  17. Суханов А.Д., Голубева О.Н. Концепции современного естествознания. М., 2000.

  18. Фейнберг Е.Л. Две культуры. Интуиция и логика в искусстве и науке. М., 1992.

  19. Философия и методология науки / Под ред. В.И. Купцова. М., 1996.

  20. Философские проблемы естествознания /Под ред. С.Т. Мелюхина. М., 1985.

  21. Философский энциклопедический словарь. М., 1983.

  22. Швырев B.C. Научное познание как деятельность. М., 1984.

  23. Шикин Е.В., Шикина Г.Е. Гуманитариям о математике. М., 2001.



  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации