Вниманию читателей портала «Богослов.Ru» предлагается совместный доклад ректора Православного Свято-Тихоновского гуманитарного университета протоиерея Владимира Воробьева и профессора ПСТГУ священника Александра Щелкачева, прочитанный на юбилейной конференции «Целостное мировоззрение ученого-христианина: вызовы современной эпохи и пути их преодоления: к 300-летию со дня рождения М.В. Ломоносова (1711–1765)».

Не должно унижать ученость, как рассуждают об этом некоторые, а напротив, надобно признать глупыми и невеждами тех, которые придерживаясь такого мнения, желали бы всех видеть подобными себе, чтобы в общем недостатке скрыть свой собственный недостаток и избежать обличения в невежестве.

Святитель Григорий Богослов (Надгробное слово)

Природа и вера суть две сестры родные, и никогда не могут прийти в распрю между собою. Создатель дал роду человеческому две книги: в одной показал свое величество, в другой свою волю. Первая книга – видимый сей мир. В этой книге сложения видимого мира физики, математики, астрономы и прочие изъяснители Божественных в натуру влиянных действий суть то же, что в книге Священного Писания пророки, апостолы и церковные учители. Не здраво рассудителен математик, ежели он хочет Божественную волю вымерять циркулем. Также не здраво рассудителен и учитель богословия, если он думает, что по псалтыри можно научиться астрономии или химии.

М.В. Ломоносов

Современному миру необходим серьезный диалог между учеными и богословами, который должен быть инициирован с искренним желанием понять друг друга и обрести истину. Польза такого диалога очевидна: пусть громко и явственно прозвучит свидетельство о том, что Церковь не является гонительницей науки и не желает унизить науку или умалить ее значение, но, напротив, высоко ценит ее достижения, восхищается богоподобным человеческим гением, проникающим в тайны Вселенной.

С другой стороны, пусть мир услышит, что секулярная наука нуждается в ценностных ориентирах, которые она быстро теряет в последнее время, разрывая связь со своими историческими, религиозными и метафизическими корнями. История показала, что научный прогресс таит в себе невероятную мощь и способен изменить жизнь всего земного шара, сделать во многом другими человеческую жизнь и самого человека.

В Церкви, которая лучше многих иных общественных институтов оценивает влияние науки и образования в современном мире, нужно стремиться безотлагательно развивать соработничество с учеными и тружениками интеллектуальных профессий в общем служении добру и правде. Деятельно поддерживая все доброе в отечественной науке, чрезвычайно важно своевременно предупреждать об опасности тех направлений в развитии научных исследований, которые грозят гибельными для человечества последствиями.

I. Ответственность науки

Чем больше мы узнаем о мире, тем очевиднее становится безграничность непознанного, а мир все яснее осознается нами как грандиозная и величественная тайна. Но там, где теряется смиренное и осторожное отношение к этой тайне, между неверующими учеными и носителями религиозного мировоззрения с необходимостью возникают серьезные этические разногласия. Это проистекает из различия нравственных норм, исповедуемых религией, и подходов, принимаемых многими безрелигиозными представителями современной науки и использующими ее общественно-политическими сообществами.

Церковь, обязанная возложенной на нее Богом миссией свидетельствовать истину, не может молчать, когда видит в развитии той или иной отрасли науки серьезную опасность для духовной и нравственной полноценности, для жизни и здоровья человека. Те ученые, которые, не имея веры в Бога, будучи релятивистски настроены в отношении последствий своих научных изысканий, теряют чувство ответственности, способны безоглядно разрабатывать новые технологии, реально угрожающие жизни человека как личности, человеческой семье и даже всему человечеству. Наиболее выпукло эти риски демонстрируют биомедицинские технологии, под предлогом достижения кому-то желанного сегодня результата дерзко вторгающиеся в сокровенные тайны человеческой жизни.

Новейшие так называемые «репродуктивные технологии», генная инженерия и т.п. вводят в жизнь все дальше уходящего от Бога человечества соблазны, чреватые трагическими последствиями в мировом масштабе. Как узаконенные аборты и контрацепция привели к сотням миллионов убийств еще не рожденных, но уже живых детей, к массовому распространению безответственного секса, к распаду семьи и демографическому кризису, так же «суррогатное материнство» и эксперименты с геномом человека могут привести к массовой торговле детьми, к атрофии материнского инстинкта, к появлению «из пробирки» множества монстров без рода и племени, зачатых, рожденных и выращенных без любви, без веры, без традиций, и потому неспособных верить и любить.

«Попытки людей поставить себя на место Бога, по своему произволу изменяя и «улучшая» Его творение, могут принести человечеству новые тяготы и страдания. Развитие биомедицинских технологий значительно опережает осмысление возможных духовно-нравственных и социальных последствий их бесконтрольного применения, что не может не вызывать у Церкви глубокой пастырской озабоченности.

Формулируя свое отношение к широко обсуждаемым в современном мире проблемам биоэтики, в первую очередь к тем из них, которые связаны с непосредственным воздействием на человека, Церковь исходит из основанных на Божественном Откровении представлений о жизни как бесценном даре Божием, о неотъемлемой свободе и богоподобном достоинстве человеческой личности» . При рассмотрении этих проблем был, остается и даже становится все более острым вопрос о соотношении веры и научного знания, о том, возможно ли в принципе взаимопонимание и соработничество Церкви и ученого мира.

Начавшееся с эпохи Просвещения настойчивое формирование в сознании людей уверенности в том, что религиозное и естественнонаучное мировоззрения противоположны, стало одним из главных способов вытеснения христианской веры и нравственности из жизни христианских народов. В действительности такое противопоставление является ложным, его успех базируется на дезинформации и неосведомленности вводимых в заблуждение, и поэтому насущной общей задачей является преодоление представлений о «противоречии науки и религии», которые закреплялись в сознании людей на протяжении многих десятилетий господства государственного атеизма.

II. Отношение Церкви к науке в начале христианской эры и в новое время

Величайшие учителя христианской Церкви во многом считали себя учениками великих греческих мыслителей. Интересуясь наукой, они сами высказывали идеи, некоторые из которых были совершенно неожиданны для той эпохи. Например, Василий Великий говорил, что свет может существовать до того, как возникли светила , а Блаженный Августин высказывал мысли о возникновении времени вместе со Вселенной . Нередко творения христианских авторов дополняли и исправляли античную натурфилософию, а христианский лицей, созданный в Константинополе при святом Патриархе Фотии, послужил образцом для европейских университетов, ставших впоследствии цитаделью новой науки.

В течение примерно полутора тысяч лет в Европе формируется великая европейская цивилизация, создается непревзойденная гуманитарная культура и христианское духовное наследие, которое стремится обратить человеческие взоры к вечным ценностям. В то же время античные натурфилософские достижения казались тогда достаточными и естественнонаучные изыскания – гораздо менее актуальными, чем борьба за чистоту христианской веры, за победу христианской государственности. Великий западный схоласт Фома Аквинский изложил христианское богословие еще языком аристотелевской метафизики. Однако эпоха схоластики явилась переходной к бурному развитию в новое время естественной науки, которое стало возможным именно в контексте христианской культуры.

На фоне грандиозного религиозного кризиса, реформатских войн и разделений начинается научная революция XVII века. В современной атеистической среде принято считать, что первые ученые – основатели новой науки (Галилей, Декарт, Ньютон и др.) – создавали ее в борьбе с церковным учением, в контексте эпохальной переориентации интеллектуальных и духовных исканий с мира идеального, божественного на мир материальный. Поэтому современная наука будто бы в принципе атеистична, и материалистическое мировоззрение, может быть, не всегда осознанно для ученого, тем не менее является основой научного познания.

На самом деле первые шаги науки нового времени были связаны с борьбой научных идей Галилея, Декарта и их последователей с положениями аристотелевской физики, а не с христианским учением, которое, по их убеждению, нисколько не противоречит науке. Будучи искренним христианином, Галилей в мыслях ранних отцов Церкви находит основу для своих научных идей. Блаженный Августин говорил о математических основаниях мира, вспоминая, что есть такое «место Писания, где сказано, что Бог все расположил мерою, числом и весом» (Прем. XI, 21) , что «есть Число без числа, по Которому все образуется» . Развивая учение о «двух книгах» – Книге божественного откровения и Книге божественного творения, Галилей вслед за Августином утверждал, что «книга природы написана языком математики».

Можно привести множество примеров глубоко религиозного, христианского отношения великих ученых к своему научному поиску, и, напротив, вряд ли найдутся примеры, когда ученые этого периода противопоставляют науку христианской вере. Можно ли все же говорить, что в эпоху Просвещения имел место конфликт между религиозным взглядом на мир и научным подходом, между Церковью и ученым сообществом, боровшимся за свободу научного поиска, за автономию естественнонаучного знания? Думается, что добросовестное исследование даст отрицательный ответ на этот вопрос, но необходимо отличать собственно естественную науку и ее истинных творцов от общественнополитических устремлений всевозможных «просветителей», «энциклопедистов», реформаторов, революционеров и прочих свободолюбцев и вольнодумцев, всегда готовых бороться любыми средствами с существующими строем, властью, Церковью.

Они в своем неудержимом стремлении к «прогрессу» желают все изменить, все подвергнуть ревизии, обвинить во всех грехах и бедах существующие институции (разумеется, имеющие свои недостатки). Возникающая при этом угроза дестабилизации общественной, национальной, государственной жизни вызывает охранительную реакцию и Церкви, и власти. Если «вольнодумцы» одеваются в тоги ученых и стараются использовать научные достижения в борьбе с Церковью или вообще с религией, то вполне естественно противодействие со стороны какой-либо церковной инстанции.

Но по существу все это к вопросу о противоположности веры и разума, науки и религии прямого отношения не имеет. Конечно, и ученый может быть атеистом, и в XX веке таких было немало, но и это печальное обстоятельство не является достаточным доказательством тезиса о том, что наука и религиозная вера противоположны друг другу по существу. Что касается гонений на науку в XVI–XVII вв., то ни одного примера преследований ученых со стороны христианских Церквей, кроме случаев с Джордано Бруно и Галилео Галилеем, атеисты не приводят. Эти примеры тоже некорректны. Джордано Бруно был доминиканским монахом, нарушившим монашеские обеты. Отрицая христианское учение, он стал проповедовать оккультизм и заниматься магией, за что и был казнен. В своих лекциях он в частности развивал натурфилософские гипотезы-фантазии, связанные с моделью Коперника, но так же, как и его оккультные трактаты, они не имели никакого отношения к науке. Несколько позже Галилео Галилей, будучи уже прославленным ученым, испытал притеснения за поддержку Коперниковой системы, под давлением вынужден был «покаяться» и был отправлен в ссылку в свое имение. В это время разделение западнохристианского мира, вызванное очевидным несовершенством самих христиан и их церковных институтов, вызывает политические страсти, войны, передел государственных границ, а главное – утрату того единства во Христе, которое является одним из главных свойств Церкви.

Православные могли бы сказать: «Это все случилось потому, что они – западные христиане – сами отделились от восточной Православной Церкви». Но потом и Русской Церкви пришлось пережить старообрядческий раскол. Тогда рушился полуторотысячелетний мир. Религиозные разногласия сразу стали орудием политических сил и были сполна использованы для достижения своих земных целей королями, епископами, всевозможными лидерами разных человеческих общностей, получившими возможность на гребне религиозной войны подняться еще выше по лестнице земной власти и славы. Тот же Джордано Бруно, ездивший по Европе со своими оккультными лекциями, использовал Коперниковскую гелиоцентрическую модель не ради науки, а для пропаганды своих нехристианских взглядов. Так же поступали и протестанты. В этой ситуации прискорбный инцидент с Галилеем имел причину в контрреформатской политике Римского престола, т.к. пропаганда гелиоцентрической модели Коперника ассоциировалась с реформатскими устремлениями. Прямым гонением на науку это назвать нельзя, особенно принимая во внимание, что именно научные достижения доставили Г.Галилею громкую славу и уважение не только в обществе, но и в среде церковных и светских представителей власти.

Сравнивая описанные эпизоды с настоящим гонением на верующих ученых со стороны атеистов и богоборческой власти, нетрудно увидеть разницу и понять природу этих конфликтов. Достаточно вспомнить судьбу в советской России верующих в Бога основателей московской математической школы Д.Ф. Егорова, скончавшегося в тюремной больнице, и Н.Н. Лузина, буквально затравленного атеистами, Н.И. Вавилова, арестованного и замученного в тюрьме, и множество других ученых, пострадавших от большевиков, про запреты на теорию относительности в нацистской Германии и в Советском Союзе, про объявление генетики и кибернетики «буржуазными лженауками» в советском «Кратком философском словаре» и т.д. Следует отличать постоянное стремление разных политических сил использовать или задушить науку, исходящих из своих предвзятых идей и интересов, от вопроса о природе соотношения науки и веры.

III. Причинность и законы природы

Современные ученые, отказавшиеся от веры в Бога, не могут обосновать целый ряд необходимых для существования науки предпосылок, таких как представление о причинно-следственной связи явлений или тезис о существовании законов природы. Один из крупнейших физиков-теоретиков XX в. Ричард Фейнман пишет: «Почему природа позволяет нам по наблюдениям за одной ее частью догадываться о том, что происходит повсюду? Конечно, это не научный вопрос; я не знаю, как на него правильно ответить» . Только вера в божественное происхождение законов природы дает ответ на поставленный Фейнманом вопрос. Для религиозного мировоззрения нет ничего удивительного в том, что Бог, давший миру Свои законы, может в отдельных случаях действовать вопреки им или их корректировать. Чудеса для верующего в Бога человека являются яркой иллюстрацией постоянного присутствия в этом мире Божественной творческой энергии.

Мир делает разумным и мыслимым именно вера в Бога – Первопричину всего сущего. Мир материальный представляется при этом вторичным по отношению к духовному миру. Воля личного Бога, исходящая от Него энергия творит материальный, «телесный» мир, движет им, дает ему закон существования, рождает в нем жизнь – животворит его. Любое действие Божие имеет причину в Нем Самом и воспринимается как чудо духовно незрячим человеком, привыкшим видеть причинные связи только в окружающем его материальном мире.

IV. Библия и наука

Книга Бытия, составленная примерно за 1000 лет до Рождества Христова, описывает возникновение мира «по дням творенья» в том порядке, который в общих чертах совпадает с выводами современной науки.

Тем не менее, многие считают, что повествование Библии о сотворении мира противоречит современным естественнонаучным теориям. Но несколько страниц, три тысячи лет назад рассказавших о сотворении мира, используют иной язык, чем космология, геология, археология, палеонтология, биология XX–XXI веков. Язык естественных наук требует строгости и точности, но чем точнее, научнее язык, тем короче время его жизни, тем ýже круг людей, его понимающих, – в отличие от языка образов. Вспомним эти образы: «древо жизни», «древо познания добра и зла», «плоды его, приятные на вид», говорящий змей, который «был хитрее всех зверей» и т.д. Эти образы остаются понятными самым разным людям в течение тысяч лет. Даже описывая исторические события, Библия имеет главной своей целью воссоединение человека с Богом, ее главным объектом является духовный мир. Характерно: чем глубже мы пытаемся проникнуть во внутренний, духовный мир человека, тем труднее его описать и тем более формализовать это описание. Если естественные науки накапливают и систематизируют знания человека об окружающем его материальном мире, то религиозное знание обобщает опыт жизни человека в духовном мире, и потому язык библейского повествования не может быть близок языку естественных наук. Священное писание и не претендует на скрупулезность и буквалистскую точность естественнонаучного описания.

Однако научно-технический прогресс сделал в последнее столетие именно научный язык непререкаемо авторитетным. Указывая на неоправданность такого пиетета науки в вопросах веры и религиозного знания, святитель Лука (Войно-Ясенецкий) замечает: «Удивительно в этом случае наше легковерие, по какой-то иронии проявляемое нами в области науки, и наша легкая внушаемость: мы часто не в силах сбросить иго чужого мнения и власть особого внушения, которое я бы назвал гипнозом научной терминологии» .

Правильное понимание Священного Писания лучше всего достигается в святоотеческой традиции искания внутреннего, сокровенного, духовного смысла написанного, что, конечно, не исключает осторожного сопоставления Священного Писания с историческим естествознанием, имеющего также достаточно древнюю традицию. Например, сопоставление событий, о которых рассказывается в Новом Завете, с историческими сведениями нисколько не мешает духовному постижению Евангелия и Апостольских посланий.

V. Вера и разум

Не входя в обсуждение возможных определений веры, религии и науки, следует заметить, что современная гносеология категорично не противопоставляет веру и разум, т.к. вера может быть разумной, а не бессмысленной, с другой стороны, интеллектуальная деятельность человека всегда строится на постулатах, принимаемых на веру, на априорных понятиях, суждениях и предпосылках, взятых из опыта, религии и культуры. Никогда ни про одну из своих теорий, которые в истории сменяли друг друга, современная наука не станет утверждать, что они являются абсолютно истинными.

Христианское религиозное учение в главной своей части формулируется в форме догматического богословия, которое представляет собой логическое осмысление и систематическое упорядочение религиозного опыта, имеющего своим источником откровение. Свободно поставленный эксперимент здесь невозможен, т.к. религиозный опыт есть восприятие высшего, духовного и разумного бытия, принадлежащего иной реальности и открывающего себя по воле Божией, а не по воле человека. Но любая новая идея или решение какой-нибудь проблемы в любой науке, естественной или гуманитарной, также возникают в уме человека как откровение. Недаром и называются они «открытием», т.к. процесс всякого познания или понимания в своей основе имеет природу откровения. Истина о бытии Бога, полученная как откровение, имеет достоинство догмата и принимается на веру. Она подтверждается в повторных откровениях, но не доступна научно-экспериментальной проверке, которой подлежит всякая естественнонаучная теория. Здесь есть некоторое сходство с исторической и другими гуманитарными науками, где научный эксперимент, за исключением каких-либо исследований артефактов, также невозможен.

В естественных науках ученый свободно экспериментирует в поисках истины, но полученный в эксперименте результат с необходимостью обязывает его к тому или иному выводу. В религии открывающаяся истина принимается как догмат, но само принятие или непринятие этого откровения происходит свободно. Невозможность применения естественнонаучной методики и обычной для нее экспериментальной проверки не является достаточным основанием для того, чтобы игнорировать духовную реальность как несуществующую, а изучение религиозного опыта считать ненаучным. Богословская наука, изучающая и систематизирующая религиозный опыт, описывает духовную жизнь человека, гуманитарная наука изучает жизнь человека в его земной истории, а естественно-математические науки изучают природный, материальный мир.

Нет никаких разумных причин для того, чтобы огульно объявить религиозное знание недостоверным или знанием второго сорта. Недопустимо отрицать за историей достоинство науки из-за того, что ее методы отличаются от естественнонаучных методов. Также невозможно философию не считать наукой, потому что ее умозрительные построения не допускают строгой опытной проверки и не описывают действительность во всей ее полноте. Богословие, изучающее открывающийся человеку духовный мир, имеет свой предмет и свои методы и не может противопоставляться естественным наукам, объектом которых является мир материальный. При этом сопоставление и осмысление научных достижений и богословских воззрений не только возможно, но и желательно. Оно будет служить расширению кругозора, взаимному обогащению обеих сторон.

Несмотря на все более активную пропаганду атеистических идей, начавшуюся в эпоху революций и так называемого Просвещения, до начала XIX в. подавляющее большинство ученых были людьми верующими, да и потом великие ученые-естествоиспытатели сохраняли религиозное мировоззрение. Г.Галилей, Б.Паскаль, Р.Декарт, Р.Бойль, П.Ферма, И.Ньютон, Г.Лейбниц, К.Линней, М.В.Ломоносов, М.Фарадей, Ш.Кулон, А.Вольта, Г.Ом, Дж.Максвелл, Г.Мендель, О.Коши, Л.Эйлер, К.Гаусс, Ж.Кювье, Х.Эрстед, А.Ампер, Л.Пастер, Н.И.Лобачевский, Д.Стокс, Т.Эдисон, О.Рейнольдс, А.Бекерель, М.Планк, А.Комптон, Н.Е.Жуковский, Д.Ф.Егоров, Н.Н.Лузин, Д.Джинс, И.П.Павлов, Д.Томсон, Р.Милликен, Э.Шредингер, В.Гейзенберг, В.Паули, А.Кастлер, П.Йордан, Э.Конклин, И.Г.Петровский, Н.Н.Боголюбов, Ф.Хойл, Б.В.Раушенбах и множество других знаменитых ученых – представителей точных и естественных наук – были верующими людьми.

Рене Декарт писал: «В каком-то смысле можно сказать, что не зная Бога, нельзя иметь достоверного познания ни о чем». Английский философ и пропагандист новой науки Френсис Бэкон писал: «Поверхностная философия склоняет ум человека к безбожию, глубины же философии обращают умы людей к религии» . Луи Пастер: «Малое количество знаний удаляет от Бога, большие знания приближают к Нему». Английский физик и математик XIX века Джордж Стокс: «Я не знаю никаких здравых выводов науки, которые бы противоречили христианской религии». Лауреаты Нобелевской премии XX века: английский физик Джозеф Томсон: «…наука не враг, а помощница религии», – и американский физик Роберт Милликен: «Я не могу представить себе, как может настоящий атеист быть ученым».

Макс Планк, один из основоположников квантовой механики, говорил: «…мы никогда не встретим противоречия между религией и естествознанием, а, напротив, обнаруживаем полное согласие как раз в решающих моментах. Религия и естествознание не исключают друг друга… а дополняют и обуславливают друг друга» . Поль Сабатье, французский химик, лауреат нобелевской премии: «Естественные науки и религию противопоставляют друг другу лишь люди плохо образованные как в том, так и в другом». Замечательный философ XX века С.Л. Франк свидетельствует о том же: «Между наукой в подлинном смысле, имеющей своей задачей хотя и великое, но вместе и скромное дело исследования порядка соотношений в явлениях природы, и религией как отношением человека к сверхприродным, высшим силам и началам жизни, нет и не может быть никакого противоречия» .

Но в XVIII–XIX веках начинается процесс секуляризации общественного сознания. За свободу от веры, от клерикального влияния на общественное и государственное устройство боролась значительная часть культурной, интеллектуальной элиты, потерявшей или почти потерявшей веру в Бога. Молодая, бурно развивающаяся наука была прекрасным орудием для «свободолюбивой» и маловерной общности, которая была своего рода прообразом русской либеральной интеллигенции. Не наука конфликтовала с религией, а неверие боролось с верой, выдавая себя за ученого поборника науки. Если бы дело обстояло иначе, то мы могли бы назвать десятки великих ученых, разоблачавших религиозную веру с помощью доводов от науки. В действительности только отдельные ученые того времени могут быть названы атеистами, и то – не воинствующими, а равнодушными к вопросам веры.

В XX веке естественная наука все более оказывается на службе технических применений, которые используются в коммерческих, военных и политических целях. Необходимый эксперимент и оборудование становятся чрезвычайно дорогими, что ставит ученых и научные исследования в зависимость от потребителей. Вынуждаемые стремительным развитием прикладной науки ученые-естественники все чаще становятся «технарями», все меньше посвящают свою деятельность фундаментальным тайнам мироздания. Но вера в осмысленность мира, фундаментальных априорных предпосылок и самой науки является, конечно, необходимым, хотя часто и неосознанным, основанием научной и любой другой деятельности человека и присуща не только ученым, но вообще всем почти людям. Живя с такой неосознанной верой, многие, тем не менее, вовсе не думают о Боге и считают современную науку атеистичной.

VI. Атеизм – странная псевдорелигия

Итак, религии противостоит не наука, а спекулирующий на научных открытиях атеизм, который никогда не был «научным мировоззрением», за которое себя выдавал. Никогда не существовало никаких доказательств или экспериментов, подтверждающих основной тезис атеистов, что Бога нет и нет духовного мира, что все «духовное» и «душевное» являются лишь производной, «надстройкой» над единственной действительно существующей реальностью – материей. Что же касается аксиоматических предпосылок, взятых отнюдь не из опыта, а чисто теоретических, принимаемых на веру, то атеизм такие свойства разумного Бога, как вечность, безначальность, бесконечность, вездеприсутствие, самодвижность и др., приписывает неживой и неразумной материи, не замечая, что этим он ее фактически обожествляет.

При этом атеизм не может дать материи никакого выдерживающего элементарную критику определения и оказывается весьма странной псевдорелигией. Для разума, добра, творчества, любви в этой модели мира нет необходимых с точки зрения логики предпосылок. Каким образом из бездушной и неразумной материи может появиться жизнь, способная к саморазвитию, самосознанию, разумной, творческой деятельности, рождению себе подобных, ни объяснить, ни предложить хоть сколько-нибудь наукообразной гипотезы никто из атеистов не может. Нечего и говорить о том, что атеизм не может обосновать смысл мирового, земного и тем более человеческого существования, и, таким образом, приводит саму жизнь в противоречие с бессмысленностью всякого бытия, с беспочвенностью каких-либо нравственных категорий, побуждений и критериев.

Движущей силой атеистического мировоззрения чаще всего является желание почувствовать себя свободным от религиозных императивов, обязывающих к ответственности. Но ввести и использовать понятие «свободы» в атеизме вообще невозможно, если сохраняется убеждение в существовании причинно-следственных связей в мире. Свобода – это чисто духовное свойство, присущее разумной, творческой личности, обладающей собственной волей и принадлежащей духовному миру. Поэтому более ста лет почти все атеисты провозглашали механистический «лапласовский» детерминизм, исключающий свободу личности. Любопытно, что при всей парадоксальности такого атеистического мировоззрения именно атеисты более всех «борются» за свободу, справедливость, «светлое будущее», устраивают революции, отменяют законы, как бы желая выскочить из провозглашенного ими же столь бессмысленного и безнадежного «причинного ада».

Если же отказаться от всеобщего закона причинности, как это иногда пытались делать позитивисты , то мы неизбежно оказываемся в не менее страшном аду – полном хаосе, где все случайно, нет ни связей, ни логики, ни какого-либо смысла. Но «предположение, что жизнь возникла посредством случайности, можно сравнить с предположением, что полноценный словарь является следствием взрыва в типографии», – замечает по этому поводу американский биолог Эдвин Конклин. К счастью, сама жизнь свидетельствует о нелепости такой гипотезы, а последствия отрицания Бога, выражающиеся в утрате каких-либо нравственных устоев, в катастрофической деградации личности и целых народов, говорят сами за себя.

Наука, в XIX веке достигшая, казалось, ошеломляющих результатов в объяснении мироздания, открывшая и гениально сформулировавшая в математических уравнениях законы природы, по иронии судьбы и вопреки убеждениям большинства своих создателей оказалась неспособной воспротивиться атеистам, дерзко написавшим на своих знаменах: «Наука доказала, что Бога нет!» Конец XIX и начало XX века были временем, когда поверхностно образованному человеку было трудно сохранить свою веру в Бога, т.к. расцерковляющаяся псевдоученая общественность заклеймила бы его как ретрограда, консерватора, отставшего от жизни, или даже – как «лакея поповщины». Народившаяся в России значительная прослойка разночинной, свободомыслящей интеллигенции была загипнотизирована идеями революции, атеистического, якобы «научного» мировоззрения. Именно со ссылкой на науку отрицались вековые устои религиозной, народной, государственной жизни.

Однако новые революционные изменения в науке ХХ века, связанные с созданием специальной и общей теории относительности, убедительно показали, что никакие достижения не могут обеспечить научным теориям непререкаемый авторитет, а науку вообще сделать высшей инстанцией, объявляющей абсолютную истину. Следующая из общей теории относительности космологическая «закрытая модель» ограниченной Вселенной, возникающей вместе со временем, резко противоречила установившемуся со времен энциклопедистов взгляду о вечности материи и неограниченности пространства. Квантовая механика привела к еще гораздо более глубокому пересмотру понятий, сложившихся в науке XVIII и XIX вв.

Один из создателей квантовой физики В.Гейзенберг в 1930-е годы открыл принцип неопределенности, являющийся следствием корпускулярно-волнового дуализма, а другой великий разработчик концепций квантовой механики, Нильс Бор, на их основе сформулировал принцип дополнительности, которые вскоре были обобщены в широком диапазоне философского осмысления мира, ввиду целесообразности применения этих принципов в различных науках и в разных областях человеческой жизни. Принципиально неустранимое сосуществование диалектически противоположных, взаимно-дополнительных подходов в описании тварного мира вместе с неснимаемой (для человеческого разума) неопределенностью на глубине элементарных основ бытия материи привели к выводу о невозможности решать онтологические вопросы устроения мироздания на основе естественнонаучного подхода.

Последний удар по декларируемому атеистами якобы абсолютному авторитету науки нанесла теорема Курта Геделя о неполноте аксиоматических систем, доказанная в 1930-е гг. Из нее следует принципиальная невозможность доказательства непротиворечивости принятой системы аксиом без привлечения какой-либо внешней, более широкой системы , т.е. принципиальная недоказуемость абсолютной истинности любой научной теории.

На основании этих открытий наука ХХ века сформулировала вывод об ограниченной применимости самых основополагающих законов естествознания, о том, что попытки создать научную картину мира не могут претендовать на абсолютную истинность и полноту.

В.Гейзенберг делает вывод: «Развитие квантовой физики показало, что существовавшие научные понятия подходят только к одной очень ограниченной области реальности, в то время как другая область, которая еще не познана, остается бесконечной. … Наша позиция относительно таких понятий как Бог, человеческая душа, жизнь, должна отличаться от позиции XIX века, так как эти понятия принадлежат именно к естественному языку и поэтому непосредственно связаны с реальностью»

Это утверждение опрокинуло надежды крупнейшего математика того времени Давида Гильберта доказать непротиворечивость главных ветвей современной математики. При доказательстве Гедель использовал тот самый математический аппарат, который разработал Д.Гильберт для достижения своей цели.

Доклад опубликован: Воробьев В, прот., Щелкачев А., свящ. Вера и естественно-научное знание // Вестник Православного Свято-Тихоновского гуманитарного университета. Серия 1. №2(40). Москва. 2012. С.7-18.

Глава II. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОЕ ПОЗНАНИЕ ОКРУЖАЮЩЕГО МИРА

2.1. Естественно-научное познание - процесс постижения истины

Общие сведения

В основе любого, в том числе и естественно-научного, познания действительности лежит сложная творческая работа, включающая сочетающиеся сознательные и подсознательные процессы. О важной роли подсознательных процессов говорили многие выдающиеся ученые. В частности, Альберт Эйнштейн подчеркивал: «Нет ясного логического пути к научной истине, ее надо угадать некоторым интуитивным скачком мышления».

Особенности сознательных и подсознательных процессов творческой работы придают индивидуальный характер решению даже одной и той же естественно-научной проблемы разными учеными. «И хотя представители различных школ считают свой стиль единственно правильным, разные направления дополняют и стимулируют друг друга; истина же не зависит от того, каким способом к ней приближаться,» – так считал физик-теоретик А.Б. Мигдал (1911–1991).

Несмотря на индивидуальность решения научных задач, можно назвать вполне определенные правила научного познания действительности:

– ничего не принимать за истинное, что не представляется ясным и отчетливым;

– трудные вопросы делить на столько частей, сколько нужно для их разрешения; начинать исследование с самых простых и удобных для познания вещей и восходить постепенно к познанию трудных и сложных;

– останавливаться на всех подробностях, на все обращать внимание, чтобы быть уверенным, что ничего не опущено.

Данные правила впервые сформулировал Рене Декарт (1596–1650), выдающийся французский философ, математик, физик и физиолог. Они составляют сущность метода Декарта, который в одинаковой мере применим для получения как естественно-научных, так и гуманитарных знаний.

Многие авторитетные ученые видят важную роль именно естественно-научных знаний, естественных наук в познании действительности. Так, английский физик Дж.К. Максвелл утверждал: «Что касается материальных наук, то они кажутся мне прямой дорогой к любой научной истине... Сумма знаний берет значительную долю своей ценности от идей, полученных путем проведения аналогий с материальными науками...»

Достоверность научных знаний

Среди ученых всегда возникал и возникает вопрос: в какой мере можно доверять научным результатам, т. е. вопрос о достоверности научных результатов и качестве работы ученого. Приходится констатировать, что научная продукция на своем пути к истине переполнена ошибочными результатами. Ошибочными не в том объективном смысле, что некоторые утверждения и представления со временем дополняются, уточняются и уступают место новым и что все естественно-научные экспериментальные результаты сопровождаются вполне определенной абсолютной ошибкой, а в гораздо более простом смысле, когда ошибочные формулы, неверные доказательства, несоответствие фундаментальным законам естествознания и т. п. приводят к неправильным результатам.

Для проверки качества научной продукции проводится ее контроль: экспертиза, рецензирование и оппонирование. Каждый из данных видов контроля направлен на определение достоверности научных результатов. В качестве примера приведем цифры, характеризующие эффективность контроля предлагаемых патентуемых материалов. В результате экспертизы 208975 заявок на изобретения, поданных в Национальный совет изобретений США, выявлено, что всего лишь 8615 (около 4%) из них не противоречило здравому смыслу, а реализовано только 106 (менее 0,05%) заявок. Поистине, как у поэта: «...изводит единого слова ради тысячи тонн словесной руды». До недавнего времени в отечественных академических и центральных отраслевых журналах после рецензирования публиковалась примерно одна из пяти представленных к публикации работ. Добросовестное оппонирование позволяет существенно сократить поток несостоятельных кандидатских и докторских диссертаций.

Вместе с тем следует признать, что процедуры экспертизы, рецензирования и оппонирования далеки от совершенства. Можно привести не один пример, когда великие научные идеи отвергались как противоречащие общепринятым взглядам, – это и квантовая гипотеза Макса Планка, и постулаты Бора и др. Обобщая свой опыт участия в научной дискуссии и оценивая мнения многих оппонентов, Макс Планк писал: «Великая научная идея редко внедряется путем постепенного убеждения и обращения своих противников, редко бывает, что Саул становится Павлом. В действительности дело происходит так, что оппоненты постепенно вымирают, а растущее поколение с самого начала осваивается с новой идеей...» Научной полемики сознательно избегал Чарлз Дарвин. Об этом на склоне своих лет он писал: «Я очень рад, что избегал полемики, этим я обязан Лейелю [своему учителю]... Он убедительно советовал мне никогда не ввязываться в полемику, так как от нее не выходит никакого прока, а только тратится время и портится настроение». Однако дискуссию по существу нельзя полностью исключать как средство постижения истины. Вспомним известное изречение: «в споре рождается истина».

В науке и, в особенности, в естествознании есть внутренние механизмы самоочищения. Результаты исследований в областях мало кому интересных, конечно, редко контролируются. Достоверность их не имеет особого значения: они все равно обречены на забвение. Результаты интересные, полезные, нужные и важные волей-неволей всегда проверяются и многократно. Например, «Начала» Ньютона не были его первой книгой, в которой излагалась сущность законов механики. Первой была книга «Мотус», подвергшаяся жесткой критике Роберта Гука. В результате исправлений с учетом замечаний Гука и появился фундаментальный труд «Начала».

Существующие способы контроля научной продукции малоэффективны, и для науки контроль, в сущности, не нужен. Он нужен обществу, государству, чтобы не тратить деньги на бесполезную работу исследователей. Большое количество ошибок в научной продукции говорит о том, что приближение к научной истине – сложный и трудоемкий процесс, требующий объединения усилий многих ученых в течение длительного времени. Около двадцати веков отделяют законы статики от правильно сформулированных законов динамики. Всего лишь на десятке страниц школьного учебника умещается то, что добывалось в течение двадцати веков. Действительно, истина гораздо дороже жемчуга.

Истина - предмет познания

Часто встречающееся утверждение: главная цель естествознания – установление законов природы, открытие скрытых истин – явно или неявно предполагает, что истина где-то уже существует в готовом виде, ее надо только найти, отыскать как некое сокровище. Великий философ древности Демокрит еще в V в. до н. э. говорил: «Истина скрыта в глубине (лежит на дне морском)». Что же означает открыть естественно-научную истину в современном понимании? Это – во-первых, установить причинно-следственную связь явлений и свойств объектов природы, во-вторых, подтвердить экспериментом, опытом истинность полученных теоретических утверждений и, в-третьих, определить относительность естественно-научной истины.

Одна из задач естествознания – объяснить явления, процессы и свойства объектов природы. Слово «объяснить» в большинстве случаев означает «понять». Что обычно подразумевает человек, говоря, например: «Я понимаю свойство данного объекта?» Как правило это означает: «Я знаю, чем обусловлено данное свойство, в чем его сущность и к чему оно приведет». Так образуется причинно-следственная связь: причина – объект – следствие . Установление и количественное описание такой связи служат основой научной теории , характеризующейся четкой логической структурой и состоящей из набора принципов или аксиом и теорем со всеми возможными выводами. По такой схеме строится любая математическая теория. При этом, конечно, предполагается создание специального научного языка, терминологии, системы научных понятий, имеющих однозначный смысл и связанных между собой строгими законами логики. Так достигается математическая истина.

Истинный естествоиспытатель не должен ограничиваться теоретическими утверждениями или выдвинутыми гипотезами для объяснения наблюдаемых явлений или свойств. Он должен подтвердить их экспериментом, опытом, он должен связать их с «действительным ходом вещей». Только так естествоиспытатель может приблизиться к естественно-научной истине, которая, как теперь понятно, принципиально отличается от математической истины.

После проведения эксперимента, опыта наступает завершающая стадия естественно-научного познания, на которой устанавливаются границы истинности полученных экспериментальных результатов или границы применимости законов, теорий или отдельных научных утверждений. Результат любого эксперимента, как бы он тщательно не проводился, нельзя считать абсолютно точным. Неточность экспериментальных результатов обусловливается двумя факторами: объективным и субъективным. Один из существенных объективных факторов – динамизм окружающего нас мира: вспомним мудрые слова Гераклита – «Все течет, все изменяется; в одну и ту же реку нельзя войти дважды». Другой объективный фактор связан с несовершенством технических средств эксперимента. Эксперимент проводит человек, органы чувств и интеллектуальные способности которого далеки от совершенства: errare humanum est – ошибаться свойственно человеку (известное латинское выражение) – это и есть субъективный фактор неточности естественнонаучных результатов.

Выдающийся естествоиспытатель академик В.И. Вернадский (1863–1945) с уверенностью утверждал: «В основе естествознания лежат только научные эмпирические факты и научные эмпирические обобщения». Напомним: эмпирический подход основан на эксперименте и опыте как определяющих источниках естественно-научного познания. Вместе с тем В.И. Вернадский указывал и на ограниченность эмпирических знаний...

Теоретические утверждения без эксперимента носят гипотетический характер. Только при подтверждении экспериментом из них рождается истинная естественно-научная теория. Научная теория и эксперимент, или, в обобщенном представлении, наука и практика – вот два кита, на которых держится ветвистое древо познания. «Влюбленный в практику без науки словно кормчий, ступающий на корабль без руля или компаса; он никогда не уверен, куда плывет... Наука – полководец, а практика – солдат», – так сказал гениальный Леонардо да Винчи.

Подводя итог, сформируем три основных положения теории естественно-научного познания:

1. в основе естественно-научного познания лежит причинно-следственная связь;

2. истинность естественно-научных знаний подтверждается экспериментом, опытом (критерий истины);

3. любое естественно-научное знание относительно.

Данные положения соответствуют трем стадиям естественно-научного познания. На первой стадии устанавливается причинно-следственная связь в соответствии с принципом причинности . Первое и достаточно полное определение причинности содержится в высказывании Демокрита: «Ни одна вещь не возникает беспричинно, но все возникает на каком-нибудь основании и в силу необходимости». В современном понимании причинность означает связь между отдельными состояниями видов и форм материи в процессе ее движения и развития. Возникновение любых объектов и систем, а также изменение их свойств во времени имеют свои основания в предшествующих состояниях материи в процессе ее движения и развития; эти основания называются причинами , а вызываемые ими изменения – следствиями . Причинно-следственная связь – основа не только естественно-научного познания, но и любой другой деятельности человека.

Вторая стадия познания заключается в проведении эксперимента и опыта. Естественно-научная истина – это объективное содержание результатов эксперимента и опыта. Критерий естественно -научной истины – эксперимент, опыт . Эксперимент и опыт – высшая инстанция для естествоиспытателей: их приговор не подлежит пересмотру.

Любые естественно-научные знания (понятия, идеи, концепции, модели, теории, экспериментальные результаты и т. п.) ограничены и относительны . Определение границ соответствия и относительности естественно-научных знаний – это третья стадия естественно-научного познания. Например, установленная граница соответствия (называется иногда интервалом адекватности) для классической механики означает, что ее законы описывают движение макроскопических тел, скорости которых малы по сравнению со скоростью света в вакууме. Как уже отмечалось, в основе естествознания лежит эксперимент, который в большинстве случаев включает измерения. Подчеркивая важную роль измерений, выдающийся русский ученый Д.И. Менделеев (1834–1907) писал: «Наука началась тогда, когда люди научились мерить; точная наука немыслима без меры». Измерений абсолютно точных не бывает, и в этой связи задача ученого-естествоиспытателя заключается в установлении интервала неточности . При совершенствовании методов измерений и технических средств эксперимента повышается точность измерений и тем самым сужается интервал неточности и экспериментальные результаты приближаются к абсолютной истине. Развитие естествознания – это последовательное приближение к абсолютной естественно-научной истине.

Введение

Наука является одной из основных форм человеческого познания. В настоящее время она становиться все более и более значимой и существенной частью реальности. Однако наука не была бы продуктивной, если бы не имела столь присущую ей развитую систему методов и принципов познания. Именно правильно выбранный метод наряду с талантом ученого помогает ему познавать различные явления, выяснять их сущность, открывать законы и закономерности. Существует огромное количество методов, и их число постоянно увеличивается. В настоящее время существует около 15000 наук и каждая из них имеет свои специфические методы и предмет исследования.

Цель данной работы - рассмотреть методы естественнонаучного познания и узнать, что представляет собой естественнонаучная истина. Для достижения поставленной цели я попытаюсь выяснить:

1) Что такое метод.

2) Какие методы познания существуют.

3) Как их группируют и классифицируют.

4) Что такое истина.

5) Особенности абсолютной и относительной истины.

Методы естественнонаучного познания

Научное познания представляет собой решение различного рода задач, возникающих в ходе практической деятельности. Возникшие при этом проблемы решаются путем использования особых приемов. Такая система приемов обычно и называется методом. Метод есть совокупность приемов и операций практического и теоретического познания действительности.

Каждая наука использует различные методы, которые зависят от характера решаемых в ней задач. Однако своеобразие научных методов состоит в том, что в каждом научно-исследовательском процессе меняется сочетание методов и их структура. Благодаря этому возникают особые формы (стороны) научного познания, важнейшими из которых являются эмпирическая и теоретическая.

Эмпирическая (экспериментальная) сторона представляет собой сбор фактов и информации (установление фактов, их регистрацию, накопление), а также их описание (изложение фактов и их первичная систематизация).

Теоретическая сторона связана с объяснением, обобщением, созданием новых теорий, выдвижением гипотез, открытием новых законов, предсказанием новых фактов в рамках этих теорий. С их помощью вырабатывается научная картина мира и тем самым осуществляется мировоззренческая функция науки.

Средства и методы познания рассмотренной выше стороны одновременно являются и ступенями развития научного знания. Так, эмпирическое, экспериментальное исследование предполагает целую систему экспериментальной и наблюдательной техники (устройств, в том числе вычислительных приборов, измерительных установок и инструментов), с помощью которой устанавливаются новые факты. Теоретическое исследование предполагает работу ученых, направленную на объяснение фактов (предположительное - с помощью гипотез, проверенное и доказанное - с помощью теорий и законов науки), на образование понятий, обобщающих данные. То и другое вместе осуществляет проверку познанного на практике.

В основе методов естествознания лежит единство его эмпирической и теоретической сторон. Они взаимосвязаны и дополняют друг друга. Их разрыв, или неравномерное развитие закрывает путь к правильному познанию природы - теория становится беспредметной, а опыт - слепым.

Методы естествознания могут быть подразделены на следующие группы:

1. Общие методы, касающиеся любого предмета и любой науки. Это различные методы, дающие возможность связывать воедино все стороны познания, например, метод восхождения от абстрактного к конкретному, единства логического и исторического. Это, скорее, общефилософские методы познания.

2. Частные методы - это специальные методы, действующие либо только в пределах отдельной отрасли науки, либо за пределами той отрасли, где они возникли. Таков метод кольцевания птиц, применяемый в зоологии. А методы физики, использованные в других отраслях естествознания, привели к созданию астрофизики, геофизики, кристаллофизики и др. Нередко применяется комплекс взаимосвязанных частных методов к изучению одного предмета. Например, молекулярная биология одновременно пользуется методами физики, математики, химии, кибернетики.

3. Особенные методы касаются лишь одной стороны изучаемого предмета или же определенного приема исследования: анализ, синтез, индукция, дедукция. К числу особенных методов также относятся наблюдение, измерение, сравнение и эксперимент.

В естествознании особенным методам науки придается чрезвычайно важное значение. Рассмотрим их сущность.

Наблюдение - это целенаправленный процесс восприятия предметов действительности без какого-либо вмешательства. Исторически метод наблюдения развивается как составная часть трудовой операции, включающей в себя установление соответствия продукта труда его запланированному образцу.

Наблюдение как метод познания действительности применяется либо там, где невозможен или очень затруднен эксперимент (в астрономии, вулканологии, гидрологии), либо там, где стоит задача изучить именно естественное функционирование или поведение объекта (в этологии, социальной психологии и т.п.). Наблюдение как метод предполагает наличие программы исследования, формирующейся на базе прошлых убеждений, установленных фактов, принятых концепций. Частными случаями метода наблюдения являются измерение и сравнение.

Эксперимент - метод познания, при помощи которого явления действительности исследуются в контролируемых и управляемых условиях. Он отличается от наблюдения вмешательством в исследуемый объект. Проводя эксперимент, исследователь не ограничивается пассивным наблюдением явлений, а сознательно вмешивается в естественный ход их протекания путем непосредственного воздействия на изучаемый процесс или изменения условий, в которых проходит этот процесс.

Специфика эксперимента состоит также в том, что в обычных условиях процессы в природе крайне сложны и запутанны, не поддаются полному контролю и управлению. Поэтому возникает задача организации такого исследования, при котором можно было бы проследить ход процесса в "чистом" виде. В этих целях в эксперименте отделяют существенные факторы от несущественных и тем самым значительно упрощают ситуацию. В итоге такое упрощение способствует более глубокому пониманию явлений и создает возможность контролировать немногие существенные для данного процесса факторы и величины.

Развитие естествознания выдвигает проблему строгости наблюдения и эксперимента. Дело в том, что они нуждаются в специальных инструментах и приборах, которые последнее время становятся настолько сложными, что сами начинают оказывать влияние на объект наблюдения и эксперимента, чего по условиям быть не должно. Это прежде всего относится к исследованиям в области физики микромира (квантовой механике, квантовой электродинамике и т.д.).

Аналогия - метод познания, при котором происходит перенос знания, полученного в ходе рассмотрения какого-либо одного объекта, на другой, менее изученный и в данный момент изучаемый. Метод аналогии основывается на сходстве предметов по ряду каких-либо признаков, что позволяет получить вполне достоверные знания об изучаемом предмете.

Применение метода аналогии в научном познании требует определенной осторожности. Здесь чрезвычайно важно четко выявить условия, при которых он работает наиболее эффективно. Однако в тех случаях, когда можно разработать систему четко сформулированных правил переноса знаний с модели на прототип, результаты и выводы по методу аналогии приобретают доказательную силу.

Моделирование - метод научного познания, основанный на изучении каких-либо объектов посредством их моделей. Появление этого метода вызвано тем, что иногда изучаемый объект или явление оказываются недоступными для прямого вмешательства познающего субъекта или такое вмешательство по ряду причин является нецелесообразным. Моделирование предполагает перенос исследовательской деятельности на другой объект, выступающий в роли заместителя интересующего нас объекта или явления. Объект-заместитель называют моделью, а объект исследования - оригиналом, или прототипом. При этом модель выступает как такой заместитель прототипа, который позволяет получить о последнем определенное знание.

Таким образом, сущность моделирования как метода познания заключается в замещении объекта исследования моделью, причем в качестве модели могут быть использованы объекты как естественного, так и искусственного происхождения. Возможность моделирования основана на том, что модель в определенном отношении отображает какие-либо стороны прототипа. При моделировании очень важно наличие соответствующей теории или гипотезы, которые строго указывают пределы и границы допустимых упрощений.

Современной науке известно несколько типов моделирования:

1) предметное моделирование, при котором исследование ведется на модели, воспроизводящей определенные геометрические, физические, динамические или функциональные характеристики объекта-оригинала;

2) знаковое моделирование, при котором в качестве моделей выступают схемы, чертежи, формулы. Важнейшим видом такого моделирования является математическое моделирование, производимое средствами математики и логики;

3) мысленное моделирование, при котором вместо знаковых моделей используются мысленно-наглядные представления этих знаков и операций с ними.

В последнее время широкое распространение получил модельный эксперимент с использованием компьютеров, которые являются одновременно и средством, и объектом экспериментального исследования, заменяющими оригинал. В таком случае в качестве модели выступает алгоритм (программа) функционирования объекта.

Анализ - метод научного познания, в основу которого положена процедура мысленного или реального расчленения предмета на составляющие его части. Цель расчленения это переход от изучения целого к изучению его частей.

Анализ - органичная составная часть всякого научного исследования, являющаяся обычно его первой стадией, когда исследователь переходит от нерасчлененного описания изучаемого объекта к выявлению его строения, состава, а также его свойств и признаков.

Синтез - это метод научного познания, в основу которого положена процедура соединения различных элементов предмета в единое целое, систему, без чего невозможно действительно научное познание этого предмета. Синтез выступает не как метод конструирования целого, а как метод представления целого в форме единства знаний, полученных с помощью анализа. В синтезе происходит не просто объединение, а обобщение особенностей объекта. Положения, получаемые в результате синтеза, включаются в теорию объекта, которая, обогащаясь и уточняясь, определяет пути нового научного поиска.

Индукция - метод научного познания, представляющий собой формулирование логического умозаключения путем обобщения данных наблюдения и эксперимента (метод построения от частного к более общему).

Непосредственной основой индуктивного умозаключения является вывод об общих свойствах всех предметов на основании наблюдения достаточно широкого множества единичных фактов. Обычно индуктивные обобщения рассматриваются как опытные истины, или эмпирические законы.

Различают полную и неполную индукцию. Полная индукция строит общий вывод на основании изучения всех предметов или явлений данного класса. В результате полной индукции полученное умозаключение имеет характер достоверного вывода. Суть неполной индукции состоит в том, что она строит общий вывод на основании наблюдения ограниченного числа фактов, если среди последних не встретились такие, которые противоречат индуктивному умозаключению. Поэтому естественно, что добытая таким путем истина неполна, здесь мы получаем вероятностное знание, требующее дополнительного подтверждения.

Дедукция - метод научного познания, который заключается в переходе от некоторых общих посылок к частным результатам-следствиям.

Умозаключение по дедукции строится по следующей схеме:

Все предметы класса "А" обладают свойством "В"; предмет "а" относится к классу "А"; значит "а" обладает свойством "В". В целом дедукция как метод познания исходит из уже познанных законов и принципов. Поэтому метод дедукции не позволяет получить содержательно нового знания. Дедукция представляет собой лишь способ выявления конкретного содержания на базе исходного знания.

Решение любой научной проблемы включает выдвижение различных догадок, предположений, а чаще всего более или менее обоснованных гипотез, с помощью которых исследователь пытается объяснить факты, не укладывающиеся в старые теории. Гипотезы возникают в неопределенных ситуациях, объяснение которых становится актуальным для науки. Кроме того, на уровне эмпирических знаний (а также на уровне их объяснения) нередко имеются противоречивые суждения. Для разрешения этих проблем требуется выдвижение гипотез.

Подобными методами исследования пользовался Шерлок Холмс. Он использовал в своих расследованиях, как индуктивный, так и дедуктивный метод. Так индуктивный метод строится на выявлении улик и самых незначительных фактов, которые в дальнейшем складываются в единую, неразрывную картину. Дедукция же строится по следующему принципу: когда уже есть общее - картина совершенного преступления, то ищется частное - преступник, т. е от общего к частного.

Гипотеза представляет собой всякое предположение, догадку или предсказание, выдвигаемое для устранения ситуации неопределенности в научном исследовании. Поэтому гипотеза есть не достоверное знание, а вероятное, истинность или ложность которого еще не установлены.

Любая гипотеза должна быть обязательно обоснована либо достигнутым знанием данной науки, либо новыми фактами (неопределенное знание для обоснования гипотезы не используется). Она должна обладать свойством объяснения всех фактов, которые относятся к данной области знания, систематизации их, а также фактов за пределами данной области, предсказывать появление новых фактов (например, квантовая гипотеза М. Планка, выдвинутая в начале XX в., привела к созданию квантовой механики, квантовой электродинамики и др. теорий). При этом гипотеза не должна противоречить уже имеющимся фактам.

Гипотеза должна быть либо подтверждена, либо опровергнута. Для этого она должна обладать свойствами фальсифицируемости и верифицируемости. Фальсификация - процедура, устанавливающая ложность гипотезы в результате экспериментальной или теоретической проверки. Требование фальсифицируемости гипотез означает, что предметом науки может быть только принципиально опровергаемое знание. Неопровержимое знание (например, истины религии) к науке отношения не имеет. При этом сами по себе результаты эксперимента опровергнуть гипотезу не могут. Для этого нужна альтернативная гипотеза или теория, обеспечивающая дальнейшее развитие знаний. В противном случае отказа от первой гипотезы не происходит. Верификация - процесс установления истинности гипотезы или теории в результате их эмпирической проверки. Возможна также косвенная верифицируемость, основанная на логических выводах из прямо верифицированных фактов.

Система естественно-научных знаний

Естествознание является одной из составляющих системы современного научного знания, включающей также комплексы технических и гуманитарных наук. Естествознание представляет собой эволюционирующую систему упорядоченных сведений о закономерностях движения материи.

Объектами исследования отдельных естественных наук, совокупность которых еще в начале XX в. носила название естественной истории, со времени их зарождения и до наших дней были и остаются: материя, жизнь, человек, Земля, Вселенная. Соответственно современное естествознание группирует основные естественные науки следующим образом:

• физика, химия, физическая химия;
• биология, ботаника, зоология;
• анатомия, физиология, генетика (учение о наследственности);
• геология, минералогия, палеонтология, метеорология, физическая география;
• астрономия, космология, астрофизика, астрохимия.

Конечно же, здесь перечислены лишь основные естественные , на самом же деле современное естествознание представляет собой сложный и разветвленный комплекс, включающий сотни научных дисциплин. Одна только физика объединяет целое семейство наук (механика, термодинамика, оптика, электродинамика и т. д.). По мере роста объема научного знания отдельные разделы наук приобрели статус научных дисциплин со своим понятийным аппаратом, специфическими методами исследования, что зачастую делает их трудно доступными для специалистов, занимающихся другими разделами той же, скажем, физики.

Подобная дифференциация в естественных науках (как, впрочем, и в науке вообще) является естественным и неизбежным следствием всё более сужающейся специализации.

Вместе с тем также естественным образом в развитии науки происходят встречные процессы, в частности складываются и оформляются естественно-научные дисциплины, как часто говорят, «на стыках» наук: химическая физика, биохимия, биофизика, биогеохимия и многие другие. В результате границы, некогда определившиеся между отдельными научными дисциплинами и их разделами, становятся весьма условными, подвижными и, можно сказать, прозрачными.

Эти процессы, приводящие, с одной стороны, к дальнейшему росту количества научных дисциплин, но с другой — к их сближению и взаимопроникновению, являются одним из свидетельств интеграции естественных наук, отражающей общую тенденцию в современной науке.

Именно здесь, пожалуй, уместно обратиться к такой занимающей, безусловно, особое место научной дисциплине, как математика, которая является инструментом исследования и универсальным языком не только естественных наук, но и многих других — тех, в которых можно усмотреть количественные закономерности.

В зависимости от методов, лежащих в основе исследований, можно говорить о естественных науках:

• описательных (исследующих фактические данные и связи между ними);
• точных (строящих математические модели для выражения установленных фактов и связей, т. е. закономерностей);
• прикладных (использующих систематику и модели описательных и точных естественных наук для освоения и преобразования природы).

Тем не менее, общим родовым признаком всех наук, изучающих природу и технику, является сознательная деятельность профессиональных работников науки, направленная на описание, объяснение и предсказание поведения исследуемых объектов и характера изучаемых явлений. Гуманитарные же науки отличаются тем, что объяснение и предсказание явлений (событий) опирается, как правило, не на объяснение, а на понимание реальности.

В этом состоит принципиальное различие между науками, имеющими объекты исследования, допускающие систематическое наблюдение, многократную опытную проверку и воспроизводимые эксперименты, и науками, изучающими по сути уникальные, неповторяющиеся ситуации, не допускающие, как правило, точного повторения опыта, проведения более одного раза какого-либо эксперимента.

Современная культура стремится преодолеть дифференциацию познания на множество самостоятельных направлений и дисциплин, в первую очередь раскол между естественными и гуманитарными науками, явно обозначившийся в конце XIX в. Ведь мир един во всем своем бесконечном многообразии, поэтому относительно самостоятельные области единой системы человеческого знания органически взаимосвязаны; различие здесь преходяще, единство абсолютно.

В наши дни явно наметилась интеграция естественнонаучного знания, которая проявляется во многих формах и становится наиболее выраженной тенденцией его развития. Всё в большей степени эта тенденция проявляется и во взаимодействии естественных наук с науками гуманитарными. Свидетельством этому является выдвижение на передний фронт современной науки принципов системности, самоорганизации и глобального эволюционизма, открывающих возможность объединения самых разнообразных научных знаний в цельную и последовательную систему, объединяемую общими закономерностями эволюции объектов различной природы.

Есть все основания полагать, что мы являемся свидетелями всё большего сближения и взаимной интеграции естественных и гуманитарных наук. Подтверждением тому служит широкое использование в гуманитарных исследованиях не только технических средств и информационных технологий, применяемых в естественных и технических науках, но и общенаучных методов исследования, выработанных в процессе развития естествознания.

Предметом настоящего курса являются концепции, относящиеся к формам существования и движения живой и неживой материи, в то время как законы, определяющие ход социальных явлений, являются предметом гуманитарных наук. Следует, однако, иметь в виду, что, как бы ни различались между собой естественные и гуманитарные науки, они обладают общеродовым единством, каковым является логика науки. Именно подчинение этой логике делает науку сферой человеческой деятельности, направленной на выявление и теоретическую систематизацию объективных знаний о действительности.

Естественно-научная картина мира создается и видоизменяется учеными разных национальностей, среди которых и убежденные атеисты, и верующие различных вероисповеданий и конфессий. Однако в своей профессиональной деятельности все они исходят из того, что мир материален, т. е. существует объективно вне зависимости от изучающих его людей. Заметим, однако, что сам процесс познания может оказывать влияние на изучаемые объекты материального мира и на то, как представляет их себе человек в зависимости от уровня развития средств исследования. Кроме того, каждый ученый исходит из того, что мир принципиально познаваем.

Процесс научного познания — это поиск истины. Однако абсолютная истина в науке непостижима, и с каждым шагом по пути познания она отодвигается дальше и глубже. Таким образом, на каждом этапе познания ученые устанавливают относительную истину, понимая, что на следующем этапе будет достигнуто знание более точное, в большей степени адекватное реальности. И это еще одно свидетельство того, что процесс познания объективен и неисчерпаем.

I. Естественнонаучное знание и его особенности

Наука - один из древнейших, важнейших и сложнейших компонентов человеческой культуры. Это и целый многообразный мир человеческих знаний, который позволяет человеку преобразовывать природу и приспосабливать ее для удовлетворения своих все возрастающих материальных и духовных потребностей. Это и сложная система исследовательской деятельности, направленная на производство новых знаний. Это и социальный институт, организующий усилия сотен тысяч ученых-исследователей, отдающих свои знания, опыт, творческую энергию постижению законов природы, общества и самого человека.

Наука теснейшим образом связана с материальным производством, с практикой преобразования природы, социальных отношений. Большая часть материальной культуры общества создана на базе науки, прежде всего достижений естествознания. Научная картина мира всегда была и важнейшей составной частью мировоззрения человека. Научное понимание природы, особенно в настоящую эпоху, существенно определяет содержание внутреннего духовного мира человека, сферу его представлений, ощущений, переживаний, динамику его потребностей и интересов.

Слово «естествознание» (естество – природа) означает знание о природе, или природоведение. В латинском языке слову “природа” соответствует слово natura, поэтому в немецком языке, ставшем в 17-19 вв. языком науки, все о природе стали называться «Naturwissenchaft”. На этой же основе появился и термин «натурфилософия» – общая философия природы. В древнегреческом языке слову природа очень близко слово «физис» («фюзис»).

Первоначально все знание о природе действительно относилось к физике (в древности – «физиология»). Так Аристотель (III в. до н.э.) называл своих предшественников «физиками» или физиологами. Физика, таким образом, стала основой всех наук о природе.

В настоящее время имеются два определения естествознания.

1. Естествознание – наука о природе, как о единой целостности.

2. Естествознание – совокупность наук о природе, взятое как единое целое.

Первое определение говорит об одной единой науке о природе, подчеркивая единство природы, ее нерасчлененность. Второе говорит о естествознании как о совокупности, т.е. множестве наук, изучающих природу, хотя в нем и содержится фраза, что это множество следует рассматривать как единое целое.

К естественным наукам относят физику, химию, биологию, космологию, астрономию, географию, геологию и частично психологию. Кроме того, существует множество наук, возникших на стыке названных (астрофизика, физическая химия, биофизика и т.д).

Целью естествознания, в конечном счете, является попытка решения так называемых «мировых загадок», сформулированных еще в конце 19-го века Э. Геккелем и Э.Г. Дюбуа-Реймоном. Вот эти загадки, две из которых относятся к физике, две – к биологии и три – к психологии (рис.1):

Естествознание, развиваясь приближается к решению этих загадок, но возникают новые вопросы, и процесс познания бесконечен. Действительно, наши знания можно сравнить с расширяющейся сферой. Чем шире сфера, тем больше точек ее соприкосновения с неизвестным. Увеличение сферы знания приводит к появлению новых, нерешенных проблем.

Задачей естествознания является познание объективных законов природы и содействие их практическому использованию в интересах человека. Естественнонаучное знание создается в результате обобщения наблюдений, получаемых и накапливаемых в процессе практической деятельности людей, и само является теоретической основой их деятельности.

Предметом естествознания является природа. Природа – это весь материально-энергетический и информационный мир Вселенной. Истоки современного понимания природы уходят в глубокую древность. Первые истолкования природы сложились как миф о возникновении (рождении) мира и его развитии, т.е. космогония. Внутренний смысл этих сказаний выражает переход от неорганизованного хаоса к упорядоченному космосу. Мир в космогониях рождается из природных стихий: огня, воды, земли, воздуха; к ним иногда добавляется пятая стихия – эфир. Все это первичный материал для строительства космоса. Стихии соединяются и разъединяются.

Образ природы рождается и в мифах, и в различных космогониях, и в теогониях (буквально: «рождение богов»). В мифе всегда отражена определенная реальность, в нем образно, в виде фантастических рассказов выражено стремление к познанию явлений природы, общественных отношений и человеческой натуры.

Позже возникла натурфилософия (философия природы), которая, несмотря на сходство космогонических образов, принципиально отличалась от мифологии.

В мифологии наглядно, в символической форме природа изображается как некое пространство, внутри которого разворачивается деятельность божественных и космических сил. Натурфилософия пыталась выразить общий взгляд на природу в целом и подкрепить его доказательствами.

В античной философии природа стала объектом теоретического размышления. Натурфилософия пыталась выработать единый, внутренне непротиворечивый взгляд на природу. Постигая феномен природы, натурфилософия пытается понять ее изнутри, из нее самой, т.е. выявить такие законы существования природы, которые не зависят от человека. Другими словами, постепенно формировался такой образ природы, который по возможности очищался от чисто человеческих представлений, которые зачастую уподобляли природу самому человеку, и потому могли исказить подлинную, самостоятельную жизнь природы. Таким образом, задача заключалась в познании того, какова природа сама по себе, без человека.

Уже первые философы рассматривали такие важные проблемы, которые послужили основой для дальнейшего развития научного познания. К ним относятся такие как: материя и ее структура; атомистика – учение о том, что мир состоит из атомов, мельчайших неделимых частиц вещества (Левкипп, Демокрит); гармония (математическая) Вселенной; соотношения вещества и силы; соотношение органического и неорганического.

У Аристотеля, величайшего философа Древней Греции (IV в. до н. э.), осмыс­ление природы получило уже статус целостного учения. Он отождеств­лял натурфилософию с физикой, изучал вопросы о составе физических тел, видах движения, причинности и др. Аристотель определял природу как жи­вой организм, движимый самоцелью и производящий все многообразие входя­щих в нее объектов, потому что у него есть душа, внутренняя сила – энтеле­хия. Движение Аристотель не сводил только к перемещению в простран­стве, а рассматривал и такие формы, как возникновение и уничтожение, качественные изменения.

В эпоху эллинизма натурфилософия стала опираться не только на философские рассуждения, но и на обширные наблюдения в астрономии, биологии, географии, физике. В эту эпоху появляется сам термин «натурфилософия», который ввел римский философ Сенека. Поскольку в античной философии считалось, что философия должна возвышаться над повседневностью, обыденностью, постольку это обрекало натурфилософию на умозрительность, в ней стали господствовать придуманные схемы и теории.

В средневековой культуре считалось, что природа говорит с людьми на символическом языке божественной воли, так как природа и человек – это творение Бога. Но в последовавшую за средневековьем эпоху возрождения этот взгляд существенно изменился. Натурфилософия разошлась по двум направлениям: 1 – мистика продолжала традицию умозрительных концепций природы; 2 – «магия», из которой постепенно и сформировалась опытная наука – естествознание. Переходу от религиозной картины мира к естественнонаучной способствовало возникновение особого взгляда на мир, получившего название «пантеизма» («всебожие»). Пантеизм – учение о том, что все есть бог; отождествление бога и вселенной. Это учение обожествляет вселенную, создает культ природы, признает бесконечность вселенной и неисчислимое множество ее миров.

Особую роль в создании способов научного, экспериментального изучения природы сыграл Г. Галилей, утверждавший, что книга природы написана треугольниками, квадратами, кругами и т.п.

С формированием науки и методов естествознания, в 17-18 вв. натурфилософия существенно изменилась. И. Ньютон, создатель механической картины мира, понимал под натурфилософией теоретическое, математически выстроенное учение о природе, «точную науку о природе». В этой картине мира природа отождествлялась с часовым механизмом.

Отказ от божественного и поэтического понимания природы вел к изменению отношения к природе. Она становится объектом активной эксплуатации – интеллектуальной и промышленной. Природа – это мастерская. Фр. Бэкон называет ученого естествоиспытателем, который экспериментом вырывает у природы ее тайны. Важнейшая задача науки – в покорении природы и увеличении могущества человека: «Знание – сила!»

Таким образом, природа выступает как обобщенное понятие, порой отождествляется с беспредельным космосом. В то же время процесс развития естествознания и связанная с этим процессом специализация в науке привела к тому, что природа перестала существовать как целое для специалистов, она оказалась раздробленной. Покорение природы, создание машинной культуры разрушает целостность самой природы, а также внутренние связи человека с природой, что и приводит его к экологической катастрофе. Необходимость такой организации взаимодействия общества и природы, которая отвечала бы потребностям будущих поколений и решала бы проблему выживания человечества, предполагает не только формирование так называемой экологической этики, но и переосмысление самого понятия «природа», в которую должен быть «вписан» человек. Имеются неоспоримые доводы, определяющие «человеческое лицо» природы:

· природа такова, что обладает возможностью и необходимостью порождения человека. Все физические константы, характеризующие фундаментальные структуры мира, таковы, что только при них мог бы существовать человек. В отсутствие человека некому было бы познавать природу.

· человек рождается «из природы». Вспомним развитие человеческого эмбриона.

· природная основа человека есть тот фундамент, на котором только и возможно появление специфически человеческого бытия, сознания, деятельности, культуры.

Таким образом, современное понимание природы как предмета естествознания предполагает выработку новых способов ее исследования, формирование интеграционных подходов и междисциплинарных связей. Поэтому принципиально новые идеи современной научной картины мира уже не вписываются в традиционное для техногенного подхода понимание природы как «мертвого механизма», с которым можно экспериментировать и который можно осваивать по частям, преобразуя и подчиняя его человеку.

Природа начинает пониматься как целостный живой организм. Почти до середины ХХ века такое понимание природы воспринималось как своеобразный пережиток или возврат к мифологическому сознанию. Однако по мере того, как утверждались в науке и широко распространялись идеи В.И.Вернадского о биосфере, после развития современной экологии, новое понимание природы как организма, а не механической системы, стало научным принципом. Новое понимание природы стимулировало поиск новых идеалов отношения человека к природе, которые стали бы основанием для решения современных глобальных проблем.

Все исследования природы сегодня можно наглядно представить в виде большой сети, состоящей из ветвей и узлов. Эта сеть связывает многочисленные ответвления физических, химических и биологических наук, включая науки синтетические, возникшие на стыке основных направлений (биохимия, биофизика и др.).

Даже исследуя простейший организм, мы должны учитывать, что это и механический агрегат, и термодинамическая система, и химический реактор с разнонаправленными потоками масс, тепла, электрических импульсов; это, в то же время, и некая «электрическая машина», генерирующая и поглощающая электромагнитное излучение. И, в то же время, это - ни то и ни другое, это – единое целое.

Современное естествознание характеризуется взаимопроникновением естественных наук друг в друга, но в нем есть и определенная упорядоченность, иерархичность.

В середине 19-го века немецкий химик Кекуле составил иерархическую последовательность наук по степени возрастания их сложности (а точнее, по степени сложности объектов и явлений, которые они изучают).

Такая иерархия естественных наук позволяла как бы «выводить» одну науку из другой. Так физику (правильнее было бы – часть физики, молекулярно-кинетическую теорию) называли механикой молекул, химию, физикой атомов, биологию – химией белков или белковых тел. Эта схема достаточно условна. Но она позволяет пояснить одну из проблем науки – проблему редукционизма.

Редукционизм (лат. reductio уменьшение) определяется как господство аналитического подхода, направляющего мышление на поиск простейших, далее неразложимых элементов. Редукционизм в науке – это стремление описать более сложные явления языком науки, описывающей менее сложные явления или класс явлений (например, сведение биологии к механике и т.п.). Разновидностью редукционизма является физикализм – попытка объяснения всего многообразия мира на языке физики.

Редукционизм неизбежен при анализе сложных объектов и явлений. Однако здесь надо хорошо осознать следующее. Нельзя рассматривать жизнедеятельность организма, сводя все к физике или химии. Но важно знать, что законы физики и химии справедливы и должны выполняться и для биологических объектов. Нельзя рассматривать поведение человека в обществе только как биологического существа, на важно знать, что корни многих человеческих действий лежат в глубоком доисторическом прошлом и являются результатом работы генетических программ, унаследованных от животных предков.

В настоящее время достигнуто понимание необходимости целостного, холистического (англ. whole целый) взгляда на мир. Холизм, или интегратизм можно рассматривать как противоположность редукционизма, как присущее современной науке стремление создать действительно обобщенное, интегрированное знание о природе.

Систему естественных наук можно представить в виде своеобразной лестницы, каждая ступенька которой является фундаментом для следующей за ней науки, и в свою очередь, основывается на данных предшествующей науки.

Основой, фундаментом всех естественных наук, бесспорно, является физика, предметом которой являются тела, их движения, превращения и формы проявления на различных уровнях. Сегодня невозможно заниматься ни одной естественной наукой, не зная физики. Внутри физики выделяется большое число подразделов, различающихся специфическим предметом и методами исследования. Важнейшим среди них является механика - учение о равновесии и движении тел (или их частей) в пространстве и времени. Механическое движение представляет собой простейшую и вместе с тем наиболее распространенную форму движения материи. Механика явилась исторически первой физической наукой и долгое время служила образцом для всех естественных наук. Разделами механики являются:

· статика, изучающая условия равновесия тел;

· кинематика, занимающаяся движением тел с геометрической точки зрения;

· динамика, рассматривающая движение тел под действием
приложенных сил.

Также в механику входят гидростатика, пневмо- и гидродинамика.

Механика - физика макромира. В Новое время зародилась физика микромира. В ее основе лежит статистическая механика, или молекулярно-кинетическая теория, изучающая движение молекул жидкости и газа. Позже появились атомная физика и физика элементарных частиц. Разделами физики являются термодинамика, изучающая тепловые процессы; физика колебаний (волн), тесно связанная с оптикой, электричеством, акустикой. Названными разделами физика не исчерпывается, в ней постоянно появляются новые физические дисциплины.

Следующей ступенькой является химия, изучающая химические элементы, их свойства, превращения и соединения. То, что в ее основе лежит физика, доказывается очень легко. Для этого достаточно вспомнить школьные уроки по химии, на которых говорилось о строении химических элементов и их электронных оболочках. Это пример использования физического знания в химии. В химии выделяют неорганическую и органическую химию, химию материалов и другие разделы.

В свою очередь, химия лежит в основе биологии - науки о живом, изучающей клетку и все от нее производное. В основе биологических знаний - знания о веществе, химических элементах. Среди биологических наук следует выделить ботанику (предмет - растительное царство), зоологию (предмет - мир животных). Анатомия, физиология и эмбриология изучают строение, функции и развитие организма. Цитология исследует живую клетку, гистология - свойства тканей, палеонтология - ископаемые останки жизни, генетика - проблемы наследственности и изменчивости.

Науки о Земле являются следующим элементом структуры естествознания. В эту группу входят геология, география, экология и др. Все они рассматривают строение и развитие нашей планеты, представляющей собой сложнейшее сочетание физических, химических и биологических явлений и процессов.

Завершает эту грандиозную пирамиду знаний о Природе космология, изучающая Вселенную как целое. Частью этих знаний являются астрономия и космогония, которые исследуют строение и происхождение планет, звезд, галактик и т.д. На этом уровне происходит новое возвращение к физике. Это позволяет говорить о циклическом, замкнутом характере естествознания, что, очевидно, отражает одно из важнейших свойств самой Природы.

Структура естествознания не ограничивается названными выше науками. Дело в том, что в науке идут сложнейшие процессы дифференциации и интеграции научного знания. Дифференциация науки - это выделение внутри какой-либо науки более узких, частных областей исследования, превращение их в самостоятельные науки. Так, внутри физики выделились физика твердого тела, физика плазмы.

Интеграция науки - это появление новых наук на стыках старых, процесс объединения научного знания. Примерами такого рода наук являются: физическая химия, химическая физика, биофизика, биохимия, геохимия, биогеохимия, астробиология и др.

Таким образом, построенная пирамида естественных наук значительно усложняется, включая в себя большое количество дополнительных и промежуточных элементов.

Необходимо также отметить, что система естествознания отнюдь не является незыблемой, в ней не только постоянно появляются новые науки, но и меняется их роль, периодически происходит смена лидера в естествознании. Так, с XVII в. до середины XX в. таким лидером, бесспорно, была физика. Но сейчас эта наука почти полностью освоила свою область действительности, и большая часть физиков занимается исследованиями, носящими прикладной характер (то же касается химии). Сегодня бум переживают биологические исследования (особенно в пограничных областях - биофизике, биохимии, молекулярной биологии). По некоторым данным, в середине 1980-х г. в биологических науках было занято до 50% ученых США, 34% - в нашей стране. США, Великобритания без возражений финансируют самые разные биологические исследования. Так что XXI в., очевидно, станет веком биологии.

Все, что окружает человека, есть материя в самых разных формах ее проявления. Вся совокупность проявлений материи образует единую систему - Вселенную. Потребовались тысячелетия, чтобы человек смог научно осмыслить своё бытие в глобальном масштабе. Это привело на современном этапе развития научного знания к представлению о глобальном единстве материального мира. В больших масштабах структуру Вселенной можно представить как некое собрание галактик, а ее микроструктуру - как совокупность атомов. В недрах строения вещества Вселенная представляет собой набор квантовых полей. Звезды очень похожи на Солнце. Земной атом совершенно неотличим от атома вблизи пределов наблюдаемой части Вселенной. Физические процессы, происходящие в отдаленных друг от друга областях космоса, идентичны. Взаимодействия и законы, их описывающие, оказываются универсальными. Ближний космос, включающий нашу Галактику, является типичным образцом Вселенной в целом. Это утверждение называется космологическим принципом. Различные элементы материального мира образуют единую систему, и процессы, протекающие в ней, описываются едиными фундаментальными законами. Если Вселенная - единое целое, то она и развивается, эволюционирует как целое. На определенном этапе в ней появляются структуры, способные познавать саму Вселенную. Таким инструментом самопознания (вполне вероятно, что не уникальным, а одним из возможных) является человек. И все, что доступно нашему наблюдению, в том числе и развитие общества, и мы сами - всего лишь составные части Вселенной, этапы ее эволюции. На каждом этапе развития основные закономерности поведения любых подсистем имеют связь, со всей системой - Вселенной, с ее общей эволюцией. Мир един, в нем все связано со всем, нет каких-то изолированных подсистем, в которых течет своя, автономная жизнь. Законы материального мира обладают единством на фундаментальном уровне. Поэтому, изучая какое-либо одно явление, получаю, часто не подозревая об этом, косвенные знания о целом ряде других. В процессе развития науки постоянно обнаруживаются все более новые взаимосвязи, казалось бы, независимых явлений. Всеохватность взаимосвязей в мире подмечали, помимо ученых, и люди искусства. Фундаментальное единство материального мира явилось основой общности научного знания, накапливаемого человечеством на ранних этапах становления науки. Постепенное познание многообразия мира служило истоком образования первоначально единой культуры. В течение многих веков, углубляясь в изучение окружающей природы и самого себя, человек выстроил разветвленную систему достоверных и обобщенных знаний об окружающем мире - науку.

Фундаментальные открытия в области физики конца XIX – начала ХХ вв. обнаружили, что физическая реальность едина и обладает как волновыми свойствами, так и корпускулярными. Исследуя тепловое излучение, М. Планк пришел к выводу, что в процессах излучения энергия отдается не в любых количествах и непрерывно, а лишь определенными порциями – квантами.

Эйнштейн распространил гипотезу Планка о тепловом излучении на излучение вообще и обосновал новое учение о свете – фотонную теорию. Структура света является корпускулярной. Световая энергия концентрируется в определенных местах, и поэтому свет имеет прерывистую структуру – поток световых квантов, т.е. фотонов. Фотон – особая частица (корпускула). Фотон – квант энергии видимого и невидимого света, рентгеновского и гамма-излучений, обладающий одновременно свойствами частицы и волны, не имеющий массы покоя, имеющий скорость света, при определенных условиях порождает пару позитрон+электрон. Эта теория Эйнштейна объясняла явление фотоэлектрического эффекта – выбивание из вещества электронов под действием электромагнитных волн. Наличие фотоэффекта определяется частотой волны, а не ее интенсивностью. За создание фотонной теории А. Эйнштейн получил в 1922 году Нобелевскую премию. Эта теория была экспериментально подтверждена через 10 лет американским физиком Р.Э. Милликеном.

Парадокс: свет ведет себя и как волна, и как поток частиц. Волновые свойства проявляются при дифракции и интерференции, корпускулярные – при фотоэффекте.

Новая теория света привела Н. Бора к разработке теории атома. В ее основе 2 постулата:

1. В каждом атоме имеется несколько стационарных орбит электронов, движение по которым позволяет электрону существовать без излучения.

2. Когда электрон переходит из одного стационарного состояния в другое, атом излучает или поглощает порцию энергии.

Такая модель атома хорошо объясняла атом водорода, однако многоэлектронные атомы она не объясняла, т.к. теоретические результаты расходились с данными экспериментов. Эти расхождения впоследствии были объяснены волновыми свойствами электронов. Это означало, что электрон, будучи частицей, не твердый шарик и не точка, он имеет внутреннюю структуру, которая изменяется в зависимости от его состояния. Модель атома, изображающая его структуру в виде орбит, по которым движутся точечные электроны, на самом деле создана для наглядности, ее нельзя понимать буквально. (Это – аналогия отношений, а не предметов.) В действительности не существует таких орбит, электроны распределены в атоме не равномерно, а таким образом, что усредненная плотность заряда в каких- то точках больше, а в каких-то меньше. Орбитой электрона формально называется кривая, которая связывает точки максимальной плотности. Невозможно наглядно представить процессы, происходящие в атоме, в виде механических моделей. Классическая физика не может объяснить даже простейшие опыты по определению структуры атома.

В 1924 г. французский физик Луи де Бройль в своей работе «Свет и материя» высказал идею о волновых свойствах всей материи. Австрийский физик Э. Шрёдингер и английский физик П. Дирак дали ее математическое описание. Эта идея позволила построить теорию, охватывающую корпускулярные и волновые свойства материи в их единстве. Кванты света при этом становятся особым строением микромира.

Таким образом, корпускулярно-волновой дуализм привел к созданию квантовой механики. В ее основе лежат два принципа: принцип соотношения неопределенностей, сформулированный В. Гейзенбергом в 1927 г.; принцип дополнительности Н. Бора. Принцип Гейзенберга гласит: в квантовой механике нет таких состояний, в которых местоположение и количество движения имели бы вполне определенное значение, нельзя одновременно знать оба параметра – координату и скорость, то есть невозможно с одинаковой точностью определить и положение, и импульс микрочастицы.

Н. Бор сформулировал принцип дополнительности следующим образом: «Понятие частицы и волны дополняют друг друга и в то же время противоречат друг другу, они являются дополняющими картинами происходящего». Противоре­чия корпускулярно-волновых свойств микрообъектов – это результат неконтролируемого взаимодействия микрочастиц с приборами: в одних приборах квантовые объекты ведут себя как волны, в других – как частицы. Из-за соотноше­ния неопределенностей корпускулярная и волновая модели описания кванто­вого объекта не противоречат друг другу, т.к. никогда не предстают одновре­менно. Таким образом, в зависимости от эксперимента объект показывает либо свою корпускулярную природу, либо волновую, но не обе сразу. Дополняя друг друга, обе модели микромира позволяют получить его общую картину.

К настоящему времени известны четыре основных вида фундаментальных взаимодействий: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное.

Сильное взаимодействие осуществляется на уровне атомных ядер на расстоянии порядка 10-13 см, обеспечивает связь нуклонов в ядре и определяет ядерные силы. Поэтому атомные ядра очень устойчивы, разрушить их трудно. (Предполагается, что ядерные силы возникают при обмене виртуальными частицами, т.е. частицами, которые существуют в промежуточных, имеющих малую длительность состояниях, для которых не выполняется обычное соотношение между временем, импульсом и массой). Ядерная сила действует только между адронами (например, протон и нейтрон, составляющие ядро атома) и внутри адронов – между кварками, она не зависит от электрических зарядов взаимодействующих частиц.

Слабое взаимодействие - короткодействующее, происходит между различными частицами на расстоянии 10-15 - 10-22 см. Оно связано с распадом частиц в атомном ядре, например, нейтрон в среднем за 15 мин. распадается на протон, электрон и антинейтрино. Большинство частиц нестабильны именно благодаря слабому взаимодействию. Слабая сила действует между лептонами, лептонами и адронами или только между адронами, ее действие тоже не зависит от электрического заряда.

Электромагнитное взаимодействие почти в 1000 раз слабее сильного, зато более дальнодействующее. Оно свойственно электрически заряженным частицам, а его носителем является не имеющий заряда фотон – квант электромагнитного поля. Электромагнитное взаимодействие определяет структуру атома, отвечает за большинство физических и химических явлений и процессов, им определяется агрегатное состояние вещества и др.

Гравитационное взаимодействие является самым слабым, имеет решающее значение в космических масштабах и неограниченный радиус действия. Гравитационное взаимодействие универсально, оно заключается во взаимном притяжении и определяется законом всемирного тяготения.

Взаимодействие элементарных частиц происходит при помощи соответствующих физических полей, квантами которых они являются. Низшее энергетическое состояние поля, где отсутствуют кванты поля, называется вакуумом. При отсутствии возбуждения поле в вакууме не содержит частиц и не проявляет механических свойств, но при возбуждении в нем появляются соответствующие кванты, при помощи которых происходит взаимодействие. Существует гипотеза о наличии квантов гравитационного поля – гравитонов, но экспериментально она пока не подтверждена.

Квантовое поле является совокупностью квантов и носит дискретный характер, т.к. все взаимодействия элементарных частиц происходят квантованным образом. В чем тогда проявляется его континууальность (непрерывность)? В том, что состояние поля задается волновой функцией. С наблюдаемыми явлениями она связана не однозначно, а через понятие вероятности. При проведении целого комплекса опытов в итоге получается картина, которая напоминает результат волнового процесса. Микромир парадоксален: элементарная частица может быть составной частью любой другой элементарной частицы. Например, после столкновения двух протонов возникает много других элементарных частиц, в том числе протонов, мезонов, гиперонов. Феномен «множественного рождения» объяснил Гейзенберг: при соударении большая кинетическая энергия превращается в вещество, и мы наблюдаем множественное рождение частиц.

Пока еще не существует удовлетворительной теории происхождения и структуры элементарных частиц. Многие физики думают, что создать ее можно при учете космологических причин. Исследование рождения элементарных частиц из вакуума в электромагнитных и гравитационных полях имеет большое значение, так как здесь проявляется связь микро - и мегамиров. Фундаментальные взаимодействия в мегамире определяют структуру элементарных частиц и их превращения.

Основные понятия темы:

Квант – мельчайшая постоянная порция излучения.

Фотон – квант электромагнитного поля.

Фотоэффект – выбивание из вещества электронов под действием электромагнитных волн, определяется частотой волны.

Принцип соотношения неопределенностей (Гейзенберг): в квантовой механике нет таких состояний, в которых местоположение и количество движения имели бы вполне определенное значение.

Принцип дополнительности (Бор): понятие частицы и волны дополняют друг друга и в то же время противоречат друг другу, они являются дополняющими картинами происходящего.

Спин – собственный момент количества движения частицы.

Сильное взаимодействие осуществляется на уровне атомных ядер, обеспечивает связь нуклонов в ядре и определяет ядерные силы.

Слабое взаимодействие – короткодействующее, связано с распадом частиц в атомном ядре.

Электромагнитное взаимодействие свойственно электрически заряженным частицам, а его носителем является не имеющий заряда фотон.

Гравитационное взаимодействие универсально и определяется законом всемирного тяготения.

Физический вакуум – низшее энергетическое состояние поля, где отсутствуют кванты.

1. Андрейченко Г.В., Павлова И.Н. Концепции современного естествознания. Справочник для студентов. – Ставрополь: СГУ, 2005. – 187с.

2. Горелов А.А… Концепции современного естествознания. Учебное пособие. – М: Высшее образование, 2010. – 335с.

3. Лихин А.Ф. Концепции современного естествознания. Учебное пособие. – М: ТК Велби; изд-во Проспект, 2006. - 264 с.

4. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учебник. - Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2004. - 622 с. (в пер.)

5. Садохин, Александр Петрович. Концепции современного естествознания: учебник для студентов вузов, обучающихся по гуманитарным специальностям и специальностям экономики и управления / А.П. Садохин. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006. - 447 с.

Главная » Транскрипции » Гуманитарное и естественнонаучное знание. Построение научного эксперимента