Predpoklady pre vznik experimentálnej vedy nachádzajú historici v množstve ekonomických, politických a všeobecne kultúrnych faktorov, ktoré sa v Európe rozvíjali v 14. – 15. storočí. Patrí medzi ne rozklad feudálnych vzťahov, sprevádzaný nárastom výmeny tovarov, prechod od naturálnej k peňažnej výmene, čo prispelo k akumulácii kapitálu a postupnému prechodu ku kapitalistickým vzťahom. Rozvoj obchodu si vyžiadal rozšírenie oblastí činnosti, rozvoj nových krajín a kontinentov: geografické objavy rozšírili horizont vízie sveta stredovekého Európana. Ukázalo sa, že svet sa neobmedzuje len na územie kniežatstiev či samostatného štátu, obývajú ho rôzne národy, ktoré hovoria rôznymi jazykmi, majú svoje tradície a zvyky. Existuje záujem a potreba ich štúdia, ako aj výmeny myšlienok (obchodné vzťahy s arabským východom viedli k objaveniu prírodnej filozofie Arabov pre západnú Európu).

Stredoveké univerzity, ktoré sa neskôr stali centrami vedy, zohrali významnú úlohu v procese sekularizácie (z lat. sacularis - svetský, svetský), oslobodenia kultúry spod autority cirkvi, odluky filozofie a teológie, vedy a scholastiky. .

Rast miest a následne aj rozmach remesiel, vznik manufaktúr, rozvoj obchodu si vyžiadali nové nástroje, nástroje, ktoré mohla vytvoriť nová technika založená na skúsenostiach a vede. Dopyt po nových vynálezoch, ktoré prešli experimentálnym testovaním, viedol k odmietnutiu špekulatívnych záverov vo vede. Experimentálna veda bola vyhlásená za „pani špekulatívnych vied“ (R. Bacon).

Zároveň sa veda o renesancii nemohla oslobodiť od vplyvu antiky, ale na rozdiel od stredoveku, ktorý vysielal skúsenosť ideálneho modelovania reality, renesancia ju výrazne prepracovala a upravila.

Pri počiatkoch formovania experimentálnej (experimentálnej) vedy stoja postavy N. Koperníka (1473-1543) a Galilea Galileiho (1564-1642).

N. Kopernik, spoliehajúc sa na astronomické pozorovania a výpočty, urobil objav, ktorý nám umožňuje hovoriť o prvej vedeckej revolúcii v prírodných vedách - ide o heliocentrický systém. Podstata jeho učenia sa stručne redukuje na tvrdenie, že Slnko a nie Zem (ako veril Ptolemaios) je v strede vesmíru a že Zem sa otočí okolo svojej osi za deň a okolo Slnka za rok. . (Zároveň sa Kopernik pri vykonávaní pozorovaní spoliehal len na oko bez špeciálneho prístroja a matematických výpočtov.) To bola rana nielen pre ptolemaiovský obraz sveta, ale aj pre náboženský vôbec. Napriek tomu Kopernikova doktrína obsahovala mnohé protirečenia a vyvolávala množstvo otázok, na ktoré on sám nevedel odpovedať. Napríklad na otázku, prečo Zem, keď sa otáča, nezhodí všetko zo svojho povrchu, Kopernik v duchu aristotelovskej logiky odpovedal, že zlé následky nemôže spôsobiť zvyškový pohyb a že „rotácia našej planéty nie je spôsobiť neustály vietor v dôsledku prítomnosti atmosféry obsahujúcej Zem (jeden zo štyroch prvkov Aristotela) a tým sa otáčať v harmónii so samotnou planétou. Táto odpoveď ukazuje, že Kopernikovo myslenie nebolo oslobodené od Aristotelovej tradície a náboženskej viery – bol synom svojej doby. Sám Koperník veril, že jeho teória netvrdí, že je skutočným odrazom štruktúry vesmíru, ale že je len pohodlnejším spôsobom výpočtu pohybu planét. Tu je ďalší citát z tohto zdroja: Copernicus „...spochybnil zložitosť predpovedania pohybu planét na základe ptolemaiovského dedičstva a pokúsil sa pozrieť na dostupné údaje inak.

Toto je význam Koperníka pre filozofiu vedy: preukázal možnosť rôznych interpretácií tých istých faktov, predložil alternatívne teórie a vybral si z nich jednoduchšiu, ktorá umožňuje vyvodiť presnejšie závery.

Pred ďalším vynikajúcim mysliteľom - Galileom Galileim uplynulo viac ako storočie - dokázal odpovedať na mnohé Kopernikove nevyriešené otázky a rozpory.

Galileo je považovaný za zakladateľa experimentálneho štúdia prírody, no zároveň sa mu podarilo spojiť experiment s matematickým popisom. Keď si stanovil za cieľ dokázať, že príroda žije podľa určitých matematických zákonov, uskutočnil experimenty s použitím rôznych nástrojov. Jedným z nich bol ďalekohľad vyrobený z ďalekohľadu, ktorý mu pomohol urobiť množstvo objavov obrovského významu pre vedu všeobecne a kozmológiu zvlášť. S jeho pomocou zistil, že pohybujúce sa hviezdy (rozumej planéty) nie sú ako stálice a sú to gule, ktoré žiaria odrazeným svetlom. Okrem toho sa mu podarilo odhaliť fázy Venuše, ktoré dokázali jej rotáciu okolo Slnka (a teda aj rotáciu Zeme okolo toho istého Slnka), čo potvrdilo Kopernikov záver a vyvrátilo Ptolemaia. Pohyb planét, ročné pohyby slnečných škvŕn, príliv a odliv – to všetko dokazovalo skutočnú rotáciu Zeme okolo Slnka.

Príkladom toho, že Galileo sa často uchyľoval k experimentom, je nasledujúca skutočnosť: snažil sa dokázať záver, že telesá padajú rovnakou rýchlosťou, hádzal gule rôznej hmotnosti zo šikmej veže v Pise a meral čas ich pádu. , vyvrátil Aristoteles vo svojom tvrdení, že rýchlosť telesa sa zvyšuje, keď sa pohybuje smerom k Zemi úmerne k jeho hmotnosti.

Uvediem ešte jeden príklad, ktorý má veľký význam pre nastolenie vedeckého prístupu k štúdiu sveta. Ako viete, Aristoteles veril, že základom všetkých vecí na svete sú štyri dôvody: hmota (fyzický substrát), forma (dizajn, vzhľad), akcia alebo pohyb (čo spôsobilo ich vzhľad), účel (dizajn, zámer). Galileo pri skúmaní príčin zrýchlenia pohybu prichádza k záveru, že netreba hľadať príčinu nejakého javu (t. j. prečo vznikol), ale ako k nemu dochádza. Princíp kauzality sa z nej teda následne v priebehu rozvoja vedy postupne vytráca.

Galileo nielen robil experimenty, ale robil aj ich mentálnu analýzu, v ktorej dostali logickú interpretáciu. Táto technika výrazne prispela k schopnosti nielen vysvetliť, ale aj predpovedať javy. Je tiež známe, že široko používal také metódy ako abstrakcia a idealizácia.

Prvýkrát v dejinách vedy Galileo vyhlasuje, že pri štúdiu prírody je možné abstrahovať od priamej skúsenosti, pretože príroda, ako veril, je „napísaná“ matematickým jazykom a možno ju rozlúštiť iba vtedy, keď zo zmyslových údajov, ale na ich základe mentálne konštrukcie, teoretické schémy. Skúsenosť je materiál očistený od mentálnych predpokladov a idealizácií, a nie len opis faktov. Úlohu a význam Galilea v dejinách vedy možno len ťažko preceňovať. Položil (podľa názoru väčšiny vedcov) základy vedy o prírode, zaviedol myšlienkový experiment do vedeckej činnosti, zdôvodnil možnosť využitia matematiky na vysvetlenie prírodných javov, čím sa matematika stala vedou. Zákony, ktoré sú dnes pre každého školáka jasné a zrejmé, odvodil práve on (napr. zákon zotrvačnosti), nastavil istý štýl myslenia, vyviedol vedecké poznatky z rámca abstraktných záverov do experimentálneho výskumu, oslobodil myslenie , reformoval intelekt. Súvisí s jeho menom druhá vedecká revolúcia v prírodných vedách a zrod skutočnej vedy.

Druhá vedecká revolúcia sa končí v mene Isaaca Newtona (1643-1727). J. Bernal nazval Newtonovo hlavné dielo „Matematické princípy prírodnej filozofie“ „bibliou vedy“.

Newton je zakladateľom klasickej mechaniky. A hoci sa dnes z hľadiska modernej vedy Newtonov mechanistický obraz sveta zdá drsný, obmedzený, bol to práve on, ktorý dal impulz rozvoju teoretických a aplikovaných vied na ďalších takmer 200 rokov. Newtonovi vďačíme za pojmy ako absolútny priestor, čas, hmotnosť, sila, rýchlosť, zrýchlenie; objavil zákony pohybu fyzických telies, čím položil základ pre rozvoj vedy o fyzike. Nič z toho by sa však nemohlo stať, keby pred ním nebol Galileo, Kopernik a ďalší. Nečudo, že sám povedal: „Stál som na pleciach obrov.“

Newton zdokonalil jazyk matematiky vytvorením integrálneho a diferenciálneho počtu, je autorom myšlienky korpuskulárna vlna povaha sveta. Dalo by sa tiež vymenovať veľa z toho, čo tento vedec dal vede a chápaniu sveta.

Zastavme sa pri hlavnom výdobytku Newtonovho vedeckého výskumu – mechanistickom obraze sveta. Obsahuje tieto ustanovenia:

Tvrdenie, že celý svet, Vesmír nie je nič iné ako súbor obrovského množstva nedeliteľných a nemenných častíc pohybujúcich sa v priestore a čase, vzájomne prepojených gravitačnými silami prenášanými z tela na telo cez prázdnotu.

Z toho vyplýva, že všetky udalosti sú pevne predurčené a podliehajú zákonom klasickej mechaniky, čo umožňuje predurčovať a predpovedať priebeh udalostí.

Základnou jednotkou sveta je atóm a všetky telesá pozostávajú z absolútne pevných, nedeliteľných, nemenných teliesok - atómov. Pri opise mechanických procesov použil pojmy „telo“ a „telo“.

Pohyb atómov a telies bol prezentovaný ako jednoduchý pohyb telies v priestore a čase. Vlastnosti priestoru a času boli zas prezentované ako nemenné a nezávislé od telies samotných.

Príroda bola prezentovaná ako veľký mechanizmus (stroj), v ktorom každá časť mala svoj vlastný účel a prísne dodržiavala určité zákony.

Podstatou tohto obrazu sveta je syntéza prírodovedných poznatkov a zákonov mechaniky, ktorá zredukovala (redukovala) celú rozmanitosť javov a procesov na mechanické.

Je možné zaznamenať výhody a nevýhody takéhoto obrazu sveta. Medzi plusy patrí skutočnosť, že to umožnilo vysvetliť mnohé javy a procesy vyskytujúce sa v prírode bez toho, aby sa uchýlili k mýtom a náboženstvu, ale zo samotnej prírody.

Pokiaľ ide o nevýhody, je ich veľa. Napríklad hmota v mechanistickej interpretácii Newtona bola prezentovaná ako inertná látka odsúdená na večné opakovanie vecí; čas je prázdnym trvaním, priestor je jednoduchý „prijímač“ hmoty, existujúci nezávisle ani od času, ani od hmoty. Poznávajúci subjekt bol eliminovaný zo samotného obrazu sveta – a priori sa predpokladalo, že takýto obraz sveta vždy existuje sám o sebe a nezávisí od prostriedkov a metód poznávajúceho subjektu.

Treba si všimnúť aj metódy (alebo princípy) štúdia prírody, na ktoré sa Newton spoliehal. Môžu byť prezentované vo forme výskumného programu (alebo plánu).

V prvom rade navrhol uchýliť sa k pozorovaniu, experimentovaniu, experimentom; potom pomocou indukcie izolovať jednotlivé aspekty pozorovaného objektu alebo procesu, aby sme pochopili, ako sa v ňom prejavujú hlavné vzorce a princípy; potom uskutočniť matematické vyjadrenie týchto princípov, na základe ktorých vybudovať ucelený teoretický systém a dedukciou „dospieť k zákonom, ktoré majú neobmedzenú silu vo všetkom“.

Mechanistický obraz sveta, metódy vedeckého vysvetľovania prírody, ktoré rozvinul Newton, dali silný impulz rozvoju iných vied, vzniku nových oblastí poznania – chémie, biológie (napr. R. Boyle dokázal ukázať, ako sa prvky spájajú a vysvetliť ďalšie chemické javy na základe predstáv o pohybe „malých častíc hmoty“ (teliesok)). Lamarck pri hľadaní odpovede na otázku o zdroji zmien v živých organizmoch, opierajúc sa o Newtonovu mechanistickú paradigmu, dospel k záveru, že vývoj všetkého živého podlieha princípu „zvyšovania pohybu tekutín“.

Mechanistický obraz sveta mal obrovský vplyv na filozofiu – prispel k nastoleniu materialistického pohľadu na svet medzi filozofmi. Napríklad T. Hobbes (1588-1679) kritizoval „netelesnú substanciu“ a tvrdil, že všetko, čo existuje, musí mať fyzickú formu. Všetko je pohyblivá hmota – myseľ dokonca prezentoval ako akýsi mechanizmus a myšlienky ako hmotu pohybujúcu sa v mozgu. Vo všeobecnosti filozofické spory o povahe reality prispeli k vytvoreniu prostredia, v ktorom prebiehalo formovanie rôznych vied.

Až do 19. storočia vládol v prírodných vedách mechanistický obraz sveta a poznanie bolo založené na metodologických princípoch – mechanizme a redukcionizme.

S rozvojom vedy, jej rôznych oblastí (biológia, chémia, geológia, samotná fyzika) sa však ukázalo, že mechanistický obraz sveta nie je vhodný na vysvetlenie mnohých javov. Faraday a Maskwell teda pri štúdiu elektrického a magnetického poľa zistili, že hmotu možno reprezentovať nielen ako látku (v súlade s jej mechanistickou interpretáciou), ale aj ako elektromagnetické pole. Elektromagnetické procesy sa nedali zredukovať na mechanické, a preto sa navrhol záver: nie zákony mechaniky, ale zákony elektrodynamiky sú základom vesmíru.

V biológii J.B. Lamarck (1744-1829) urobil prekvapivý objav o neustálych zmenách a komplikáciách všetkých živých organizmov v prírode (a prírody samotnej), pričom vyhlásil princíp evolúcia, čo tiež odporovalo stanovisku mechanistického obrazu sveta o nemennosti častíc vesmíru a vopred určenej povahe udalostí. Lamarckove myšlienky boli zavŕšené v evolučnej teórii Charlesa Darwina, ktorý ukázal, že živočíchy a rastlinné organizmy sú výsledkom dlhého vývoja organického sveta, a odhalil príčiny tohto procesu (čo pred ním Lamarck nedokázal) – dedičnosť a variabilita, ako aj hybné faktory – prirodzený a umelý výber. Neskôr mnohé nepresnosti a predpoklady Darwina doplnila genetika, ktorá vysvetlila mechanizmus dedičnosti a variability.

Bunková teória štruktúry živých organizmov je tiež jedným z článkov všeobecného reťazca objavov, ktoré podkopali základy klasického, mechanistického obrazu sveta. Vychádza z myšlienky, že všetky živé rastliny a organizmy, od najjednoduchších po najzložitejšie (človek), majú spoločnú stavebnú jednotku – bunku. Všetky živé veci majú vnútornú jednotu a vyvíjajú sa podľa jednotných zákonov (a nie izolovane od seba).

Napokon objav zákona o zachovaní energie v 40. rokoch 19. storočia (J. Mayer, D. Joule, E. Lenz) ukázal, že také javy ako teplo, svetlo, elektrina, magnetizmus nie sú od seba izolované. (ako si to predstavujeme predtým), ale interagujú, prechádzajú za určitých podmienok jeden do druhého a nie sú ničím iným, než rôznymi formami pohybu v prírode.

Mechanistický obraz sveta bol teda narušený jeho zjednodušenou predstavou pohybu ako jednoduchého pohybu telies v priestore a čase, navzájom izolovaných, jedinej možnej formy pohybu – mechanického, priestoru ako „zásobníka“. "hmoty a času ako nemenná konštanta, nezávislá od samotných tiel.

Na prelome 16. a 17. storočia, keď boli položené základy novej matematiky, boli položené aj základy experimentálnej fyziky. Vedúca úloha tu patrí Galileovi (1564-1642), ktorý nielenže urobil množstvo objavov, ktoré tvorili éru, ale vo svojich knihách, listoch a rozhovoroch naučil svojich súčasníkov nový spôsob získavania vedomostí. Vplyv Galilea na mysle bol obrovský. Ďalšou osobou, ktorá zohrala dôležitú úlohu vo vývoji experimentálnej vedy, bol Francis Bacon (1561–1626), ktorý urobil filozofickú analýzu vedeckých poznatkov a metód indukcie.

Na rozdiel od starých Grékov európski učenci v žiadnom prípade nepohŕdali empirickými poznatkami a praktickou činnosťou. Zároveň si naplno osvojili teoretické dedičstvo Grékov a už sa vydali na cestu vlastných objavov. Kombináciou týchto aspektov vznikla nová metóda. Bacon píše:

Tí, ktorí praktizovali vedu, boli buď empiristi, alebo dogmatici. Tí prví, podobne ako mravec, zbierajú a využívajú len to, čo nazbierali. Tí druhí ako pavúk zo seba vytvárajú látku. Včela naopak volí strednú cestu, materiál získava z kvetov záhrady a poľa, no likviduje a mení ho vlastnou zručnosťou. Ani skutočné filozofické dielo sa od toho nelíši. Pretože nespočíva výlučne alebo prevažne na sile mysle a neukladá do vedomia nedotknutý materiál čerpaný z prírodných dejín a z mechanických experimentov, ale mení ho a spracováva v mysli. Treba teda vkladať dobrú nádej do užšieho a nezničiteľného (čo doteraz nebolo) spojenia týchto schopností skúsenosti a rozumu.

koncepcia experimentovať predpokladá teóriu. Bez teórie neexistuje experiment, existuje len pozorovanie. Z kybernetického (systémového) hľadiska je experiment kontrolovaný dohľad; riadiaci systém je vedecká metóda, ktorá na základe teórie určuje nastavenie experimentu. Prechod od obyčajného pozorovania k experimentu je teda metasystémovým prechodom v oblasti skúsenosti, a to je prvý aspekt vzniku vedeckej metódy; jej druhým aspektom je realizácia vedeckej metódy ako niečoho nad teóriou, inými slovami, zvládnutie všeobecného princípu opisovania reality pomocou formalizovaného jazyka, o ktorom sme hovorili v predchádzajúcej kapitole. Vo všeobecnosti je vznik vedeckej metódy jediným metasystémovým prechodom, ktorý vytvára novú úroveň kontroly, vrátane kontroly pozorovania (príprava experimentu) a kontroly jazyka (vývoj teórie). Nový metasystém je veda v modernom zmysle slova. V rámci tohto metasystému sa vytvárajú úzke väzby medzi experimentom a teóriou – priame a spätné. Bacon ich opisuje takto:

Naša cesta a naša metóda ... sú nasledovné: nevyťahujeme prax z praxe a skúsenosť zo skúsenosti (ako empirici), ale príčiny a axiómy z praxe a skúsenosti a z príčin a axióm zase prax a skúsenosť, ako praví tlmočníci Príroda.

Teraz môžeme dať definitívnu odpoveď na otázku, čo sa stalo v Európe na začiatku 17. storočia: došlo k veľkému metasystémovému prechodu, ktorý zachytil lingvistické aj nejazykové aktivity. V oblasti mimojazykovej činnosti sa objavila vo forme experimentálnej metódy. V oblasti jazykovej činnosti dal vzniknúť novej matematike, ktorá sa rozvíja metasystémovými prechodmi (efekt schodiska) po línii stále sa prehlbujúceho sebauvedomenia ako formalizovaného jazyka slúžiaceho na vytváranie modelov reality. Tento proces sme opísali v predchádzajúcej kapitole bez toho, aby sme prekročili hranice matematiky. Teraz môžeme doplniť jeho popis poukázaním na systém, v rámci ktorého je tento proces možný. Tento systém je veda ako celok s vedeckou metódou ako jej riadiacim prostriedkom, t. j. (na dešifrovanie tejto krátkej formy vyjadrenia) súhrn všetkých ľudských bytostí, ktoré praktizujú vedu a osvojili si vedeckú metódu, spolu so všetkými predmetmi, ktoré používajú. V kapitole 5, keď hovoríme o efekte rebríčka, sme si všimli, že sa prejavuje, keď existuje metasystém Y, ktorý je naďalej metasystémom vo vzťahu k systémom série X, X", X"", ..., kde každý ďalší systém je tvorený metasystémovým prechodom z predchádzajúceho, a ktorý, zostávajúc metasystémom, poskytuje len možnosť metasystémových prechodov menšieho rozsahu z X do X", od X" do X"" atď. Takýto systém Y má vnútorný rozvojový potenciál; pomenovali sme ju ultrametasystém. S rozvojom výroby materiálu ultrametasystémom Y je súbor ľudských bytostí, ktoré majú schopnosť premeniť nástroj na predmet práce. S rozvojom exaktných vied ultrametasystémom Y je súbor ľudí, ktorí si osvojili vedeckú metódu, to znamená, že majú schopnosť vytvárať modely reality pomocou formalizovaného jazyka.

Videli sme, že u Descarta vedecká metóda, braná v jej lingvistickom aspekte, slúžila ako páka reformy matematiky. Ale Descartes nielen reformoval matematiku; rozvíjajúc rovnaký aspekt tej istej vedeckej metódy, vytvoril mnoho teoretických modelov alebo hypotéz na vysvetlenie fyzikálnych, kozmických a biologických javov. Ak možno Galilea nazvať zakladateľom experimentálnej fyziky a Bacona - jej ideológa, potom je Descartes zakladateľom aj ideológom teoretickej fyziky. Pravda, Descartove modely boli čisto mechanické (vtedy nemohli existovať iné modely) a nedokonalé, väčšina z nich čoskoro zastarala. To však nie je také dôležité ako fakt, že Descartes schválil princíp konštrukcie teoretických modelov. V 19. storočí, keď sa nahromadili počiatočné poznatky z fyziky a zdokonalil sa matematický aparát, ukázal tento princíp všetku svoju plodnosť.

Tu sa ani v zbežnom prehľade nebudeme môcť dotknúť evolúcie myšlienok fyziky a jej výdobytkov, ako aj myšlienok a výdobytkov iných prírodných vied. Zastavíme sa pri dvoch aspektoch vedeckej metódy, ktoré majú univerzálny význam, a to pri úlohe všeobecných princípov vo vede a kritériách výberu vedeckých teórií, a potom zvážime niektoré dôsledky výdobytkov modernej fyziky vzhľadom na ich význam pre celý systém vedy a svetonázoru vôbec. Túto kapitolu uzavrieme diskusiou o niektorých perspektívach vývoja vedeckej metódy.

Bacon predložil program postupného zavádzania teoretických tvrdení ("dôvodov a axióm") čoraz väčšej všeobecnosti, počnúc empirickými jednotlivými údajmi. Nazval tento proces indukciou(t.j. úvod) na rozdiel od odpočet(odvodzovanie) teoretických výrokov menšej všeobecnosti od výrokov väčšej všeobecnosti (zásad). Bacon bol veľkým odporcom všeobecných princípov, povedal, že myseľ nepotrebuje krídla, aby ju zdvihla, ale vedenie, aby ju stiahla k zemi. V období „počiatočného hromadenia“ experimentálnych faktov a najjednoduchších empirických zákonitostí, ako aj protiváhy stredovekej scholastiky mal tento koncept ešte isté opodstatnenie, no neskôr sa ukázalo, že krídla mysle sú predsa len potrebnejšie ako viesť. V každom prípade je to tak v teoretickej fyzike. Na potvrdenie dajme slovo takej nespochybniteľnej autorite v tejto oblasti, akou je Albert Einstein. V článku „Princípy teoretickej fyziky“ píše:

Na uplatnenie svojej metódy potrebuje teoretik ako základ nejaké všeobecné predpoklady, takzvané princípy, z ktorých môže vyvodzovať dôsledky. Jeho tvorba je tak rozdelená do dvoch etáp. Po prvé, potrebuje nájsť princípy a po druhé, rozvinúť dôsledky vyplývajúce z týchto princípov. Na splnenie druhej úlohy je od školy dôkladne vyzbrojený. Ak sa teda pre určitú oblasť, t. j. súbor vzájomných závislostí, vyrieši prvý problém, následky na seba nenechajú dlho čakať. Prvá z týchto úloh je úplne iného druhu, teda stanovenie zásad, ktoré môžu slúžiť ako základ pre odpočet. Neexistuje tu žiadna metóda, ktorá by sa dala naučiť a systematicky aplikovať na dosiahnutie cieľa. Výskumník musí skôr získať z prírody dobre definované všeobecné princípy, ktoré odrážajú určité spoločné črty množstva experimentálne zistených faktov.

V inom článku (Fyzika a realita) je Einstein veľmi kategorický:

Fyzika je rozvíjajúci sa logický systém myslenia, ktorého základy je možné získať nie extrahovaním nejakými induktívnymi metódami zo zažitých skúseností, ale iba slobodnou invenciou.

Slová o „voľnej fikcii“ samozrejme neznamenajú, že všeobecné princípy sú úplne nezávislé od skúsenosti, ale že nie sú jednoznačne určené skúsenosťou. Príklad, ktorý Einstein často uvádza, je tento. Newtonova nebeská mechanika a Einsteinova všeobecná teória relativity sú postavené na rovnakých experimentálnych faktoch. Vychádzajú však z úplne iných, v istom zmysle až diametrálne odlišných všeobecných princípov, čo sa prejavuje aj v inom matematickom aparáte.

Kým „poschodovosť“ budovy teoretickej fyziky nebola veľká a dôsledky všeobecných princípov sa dali ľahko a jednoznačne odvodiť, ľudia si neuvedomovali, že majú určitú voľnosť pri stanovovaní princípov. Pri metóde pokus-omyl bola vzdialenosť medzi pokusom a omylom (alebo úspechom) taká malá, že si nevšimli, že používajú pokus-omyl, ale verili, že priamo odvodzujú (hoci sa tomu hovorilo nie dedukcia, ale indukcia). ) princípy zo skúseností. Einstein píše:

Newton, tvorca prvého rozsiahleho plodného systému teoretickej fyziky, si stále myslel, že základné pojmy a princípy jeho teórie vyplývajú zo skúseností. Je zrejmé, že v tomto zmysle by sme mali chápať jeho výrok „hypotheses non fingo“ (nevymýšľam si hypotézy).

Postupom času sa však teoretická fyzika zmenila na viacposchodovú konštrukciu a odvodzovanie dôsledkov zo všeobecných princípov sa stalo ťažkou a nie vždy jednoznačnou záležitosťou, pretože sa často ukázalo, že v procese dedukcie je potrebné urobiť ďalšie predpoklady, najčastejšie „“ bezzásadové“ zjednodušenia, bez ktorých by nebolo možné doviesť výpočet do čísel. Potom sa ukázalo, že medzi všeobecnými princípmi teórie a faktami, ktoré možno priamo overiť skúsenosťou, je hlboký rozdiel: prvé sú voľnými konštrukciami ľudskej mysle, druhé sú východiskovým materiálom, ktorý myseľ dostáva od prírody. Je pravda, že hĺbka tohto rozdielu by sa nemala preceňovať. Ak abstrahujeme od ľudských záležitostí a ašpirácií, tak sa ukazuje, že sa stráca rozdiel medzi teóriami a faktami – obe sú nejakými odrazmi či modelmi reality mimo človeka. Rozdiel spočíva v úrovni, na ktorej je model reifikovaný. Fakty, ak sú úplne „odideologizované“, sú determinované vplyvom vonkajšieho sveta na nervový systém človeka, ktorý sme nútení (zatiaľ) považovať za nepripúšťajúci zmenu, a preto liečime fakty ako primárna realita. Teórie sú modely stelesnené v jazykových objektoch, ktoré sú úplne v našej moci, takže jednu teóriu môžeme zahodiť a nahradiť inou tak jednoducho, ako nahradiť zastaraný nástroj lepším.

Zvyšujúca sa abstraktnosť (konštruktívnosť) všeobecných princípov fyzikálnych teórií, ich odstup od priamych experimentálnych faktov vedie k tomu, že v metóde pokus omyl je čoraz ťažšie nájsť test, ktorý má šancu na úspech. Myseľ jednoducho potrebuje krídla, aby sa vzniesla, ako hovorí Einstein. Na druhej strane, vzďaľovanie sa od všeobecných princípov k overiteľným dôsledkom robí všeobecné princípy v určitých medziach nezraniteľnými pre experimenty, na čo často upozorňovali aj klasici modernej fyziky. Po zistení nesúladu medzi dôsledkami teórie a experimentu stojí výskumník pred alternatívou: hľadať dôvody nesúladu vo všeobecných princípoch teórie alebo niekde na ceste od princípov ku konkrétnym dôsledkom. Vzhľadom na vysoké náklady na všeobecné princípy a veľké náklady potrebné na reštrukturalizáciu teórie ako celku sa vždy najprv skúša druhý spôsob. Ak sa podarí dostatočne elegantným spôsobom upraviť dedukciu dôsledkov zo všeobecných princípov tak, aby súhlasili s experimentom, potom sa všetci upokoja a problém sa považuje za vyriešený. Ale niekedy modifikácia vyzerá jasne ako hrubá záplata a niekedy sa záplaty prekrývajú a teória začína praskať vo švíkoch; jeho závery sú však v súlade s údajmi zo skúseností a naďalej si zachováva svoju predikčnú silu. Potom vyvstávajú otázky: ako by sa malo zaobchádzať so všeobecnými princípmi takejto teórie? Mali by sme sa snažiť nahradiť ich nejakými inými zásadami? Pri akom stupni „záplatovania“ má zmysel zahodiť starú teóriu?

Predovšetkým si všimneme, že jasné chápanie vedeckých teórií ako jazykových modelov reality výrazne znižuje ostrosť konkurencie medzi vedeckými teóriami v porovnaní s naivným uhlom pohľadu (druh platonizmu), podľa ktorého lingvistické objekty teórie iba vyjadrovať nejaký druh reality, a preto je každá teória buď „v skutočnosti“ pravdivá, ak táto realita „skutočne“ existuje, alebo „v skutočnosti“ je nepravdivá, ak je táto realita fiktívna. Tento uhol pohľadu je generovaný prenosom pozície, ktorá sa odohráva pre jazyk konkrétnych faktov, do jazyka pojmov-konštruktov. Keď porovnáme dve konkurenčné tvrdenia: „v tomto pohári je čistý alkohol“ a „v tomto pohári je čistá voda“, vieme, že tieto tvrdenia umožňujú experimentálne overenie a to, ktoré sa nepotvrdí, stráca všetok modelový význam, akékoľvek zdieľať pravdu; je to vlastne nepravda a len nepravda. Celkom iná situácia je s výrokmi vyjadrujúcimi všeobecné princípy vedeckých teórií. Vyvodzuje sa z nich veľa overiteľných dôsledkov, a ak sa niektoré z nich ukážu ako nepravdivé, potom sa zvyčajne hovorí, že pôvodné princípy (alebo spôsoby vyvodzovania dôsledkov) nie sú pre túto oblasť skúseností použiteľné; zvyčajne je možné stanoviť aj formálne kritériá použiteľnosti. Preto sú všeobecné princípy v istom zmysle „vždy pravdivé“, neplatí pre ne exaktný pojem pravdy a nepravdy, ale len predstava ich väčšej či menšej užitočnosti pre popis skutočných faktov. Rovnako ako axiómy matematiky, aj všeobecné princípy fyziky sú abstraktné formy, do ktorých sa snažíme vtesnať prírodné javy. Konkurenčné princípy sa líšia v tom, ako dobre to robia.

Čo však znamená dobro?

Ak je teória modelom reality, potom, samozrejme, je tým lepšia, čím širší je rozsah jej použiteľnosti a čím viac predpovedí môže robiť. Toto je prvé kritérium na porovnávanie teórií – kritérium všeobecnosti a predikčnej sily teórie.

Tieto kritériá sú celkom zrejmé. Ak považujeme vedecké teórie za niečo stabilné, nepodliehajúce vývoju a zdokonaľovaniu, potom by bolo možno ťažké predkladať okrem týchto kritérií nejaké ďalšie kritériá. Ale ľudstvo neustále rozvíja a zdokonaľuje svoje teórie, a z toho vzniká ďalšie kritérium – dynamické, ktoré sa ukazuje ako rozhodujúce. Toto kritérium dobre uviedol Philip Frank vo svojej knihe „Philosophy of Science“ a my budeme citovať jeho slová.

Ak sa pozrieme na to, ktoré teórie boli v skutočnosti preferované kvôli ich jednoduchosti, zistíme, že rozhodujúcim dôvodom na prijatie tej či onej teórie nebolo ani ekonomické, ani estetické, ale skôr to, čo sa často nazývalo dynamické. To znamená, že bola preferovaná teória, ktorá vedu urobila dynamickejšou, teda vhodnejšou na expanziu do neznáma. Dá sa to vidieť na príklade, na ktorý sme sa v tejto knihe často odvolávali: boj medzi kopernikovským a ptolemaiovským systémom. V období medzi Kopernikom a Newtonom bolo podaných veľa dôkazov v prospech oboch systémov. Nakoniec však Newton predložil teóriu pohybu, ktorá brilantne vysvetlila všetky pohyby nebeských telies (napríklad komét), zatiaľ čo Kopernik, podobne ako Ptolemaios, vysvetlil iba pohyby v našej planetárnej sústave ... Newtonove zákony však vychádzali zo zovšeobecnenia kopernikovskej teórie a len ťažko si vieme predstaviť, ako by sa dali sformulovať, keby vychádzal z ptolemaiovského systému. V tomto, ako aj v mnohých iných ohľadoch, bola Kopernikova teória „dynamickejšia“, teda mala väčšiu heuristickú hodnotu. Dá sa povedať, že Kopernikova teória bola matematicky „jednoduchšia“ a dynamickejšia ako Ptolemaiova.

Estetické kritérium alebo kritérium krásy teórie, ktoré spomína Frank, je ťažké obhájiť ako nezávislé, nezávislé od iných kritérií. Veľký význam však nadobúda ako intuitívna syntéza všetkých týchto kritérií. Teória sa vedcovi zdá krásna, ak je dostatočne všeobecná a jednoduchá a má predtuchu, že sa ukáže ako dynamická. Samozrejme, v tomto sa môže mýliť.

Vo fyzike, rovnako ako v čistej matematike, keď sa teórie stali abstraktnejšími, zakorenilo sa chápanie ich jazykového charakteru. Tento proces dostal rozhodujúci impulz po začiatku 20. storočia. fyzika vtrhla na hranice sveta atómov a elementárnych častíc a vznikla teória relativity a kvantová mechanika. Zvlášť dôležitú úlohu zohrala kvantová mechanika. Tejto teórii nie je možné vôbec porozumieť, pokiaľ si človek neustále pripomína, že ide len o jazykový model mikrokozmu, a nie o znázornenie toho, ako by to „naozaj“ vyzeralo, keby ho bolo možné vidieť cez mikroskop s monštruóznym zväčšením, a že taký obraz neexistuje a nemôže byť. Preto sa myšlienka teórie ako jazykového modelu reality stala neoddeliteľnou súčasťou modernej fyziky, je nevyhnutné, aby fyzici úspešne pracovali. V dôsledku toho sa medzi fyzikmi začal meniť vnútorný postoj k povahe ich činnosti. Ak sa predtým teoretický fyzik cítil objaviteľom niečoho, čo existovalo pred ním a nezávisle od neho, ako navigátor objavujúci nové krajiny, teraz sa cíti skôr tvorcom niečoho nového, ako majster, ktorý šikovne vlastní svoju profesiu a vytvára nové. budovy, stroje, nástroje. Táto zmena sa prejavila aj v rečiach. O Newtonovi sa tradične hovorí, že „objavil“ infinitezimálny počet a nebeskú mechaniku; o modernom vedcovi sa povie, že „vytvoril“ alebo „navrhol“ alebo „rozvinul“ novú teóriu; výraz „objavený“ bude znieť archaicky. To, samozrejme, ani v najmenšom nezasahuje do dôstojnosti teoretikov, pretože tvorba nie je menej čestná a inšpirujúca ako objavovanie.

Prečo teda kvantová mechanika vyžadovala uvedomenie si „lingvistickej povahy“ teórií?

Podľa pôvodnej atomistickej koncepcie boli atómy jednoducho veľmi malé častice hmoty, malé telesá, majúce najmä určitý tvar a farbu, od ktorých závisia fyzikálne vlastnosti a farba veľkých zhlukov atómov. Atómová fyzika na začiatku 20. storočia. preniesol pojem atóm („nedeliteľný“) na elementárne častice – elektróny a protóny (ku ktorým sa čoskoro pridal aj neutrón) a slovo „atóm“ začalo označovať štruktúru pozostávajúcu z atómového jadra (podľa tzv. Pôvodná hypotéza bola zhlukom protónov a elektrónov), okolo ktorých sa elektróny točia, ako planéty okolo Slnka. Táto myšlienka štruktúry hmoty bola považovaná za hypotetickú, ale mimoriadne prijateľnú. Samotná hypotéza bola chápaná v zmysle, o ktorom sme hovorili vyššie: planetárny model atómu musí byť buď pravdivý, alebo nepravdivý. Ak je to pravda (a nebolo o tom takmer pochýb), potom elektróny sú „naozaj“ malé častice hmoty, ktoré opisujú určité trajektórie okolo jadra. Pravda, v porovnaní s atómami staroveku už elementárne častice začali strácať niektoré vlastnosti, ktoré sa zdajú byť pre častice hmoty absolútne nevyhnutné. Ukázalo sa, že pojem farby je úplne neaplikovateľný na elektróny a protóny; nejde o to, že by sme nevedeli, akú majú farbu, ale jednoducho táto otázka nedáva zmysel, pretože farba je výsledkom interakcie so svetlom aspoň atómu ako celku, alebo skôr zhluku mnohých atómov. Pochybnosti boli aj o pojmoch tvaru a veľkosti elektrónov. Ale svätosť myšlienky materiálnej častice - prítomnosť častice v každom časovom okamihu v určitej polohe v priestore - zostala nepochybná a samozrejmá.

Kvantová mechanika zničila túto predstavu. Bola k tomu donútená pod tlakom nových experimentálnych údajov. Ukázalo sa, že elementárne častice sa za určitých podmienok správajú nie ako častice, ale ako vlny, ale zároveň sa „nerozmazávajú“ na veľkej ploche priestoru, ale zachovávajú si svoju malú veľkosť a diskrétnosť, iba pravdepodobnosť. ich detekcia v tej či onej oblasti je rozmazaná.bod v priestore.

Berme to ako ilustráciu. Zobrazuje elektrónové delo, ktoré vysiela elektróny určitého impulzu do membrány, za ktorou je umiestnená clona. Membrána je vyrobená z materiálu, ktorý je nepriehľadný pre elektróny, ale má dva otvory, cez ktoré elektróny vstupujú do obrazovky. Obrazovka je pokrytá látkou, ktorá sa pod vplyvom elektrónov rozžiari, takže v mieste dopadu elektrónu dôjde k záblesku. Tok elektrónov z pištole je pomerne zriedkavý, takže každý elektrón prechádza cez membránu a je pripevnený na obrazovke nezávisle od ostatných. Vzdialenosť medzi otvormi v diafragme je mnohonásobne väčšia ako veľkosť elektrónov získaná akýmikoľvek odhadmi, ale je porovnateľná s hodnotou h/p, kde h je Planckova konštanta a p- hybnosť elektrónu, teda súčin jeho rýchlosti a hmotnosti.

Toto sú podmienky experimentu. Jeho výsledkom je rozloženie zábleskov na obrazovke. Prvý záver z analýzy experimentálnych výsledkov je nasledovný: elektróny zasiahli rôzne body obrazovky a nie je možné predpovedať, ktorý bod každý elektrón zasiahne, je možné predpovedať iba pravdepodobnosť zasiahnutia jedného alebo druhého bodu. t.j. priemerná hustota zábleskov po dopade na obrazovku je veľmi veľký počet elektrónov.

Ale stále je to polovica problémov. Možno si predstaviť, že rôzne elektróny prelietavajú rôznymi miestami otvorov v membráne, pôsobia rôznymi silami z okrajov otvorov, a preto sú rôzne vychyľované. Skutočný problém nastáva, keď začneme skúmať priemernú hustotu zábleskov na obrazovke a porovnávame ju s výsledkami, ktoré dostaneme, keď zatvoríme jeden z otvorov v clone. Ak je elektrón malá častica hmoty, potom keď vstúpi do oblasti membrány, je buď absorbovaný, alebo prejde jedným z dvoch otvorov. Pretože otvory membrány sú usporiadané symetricky vzhľadom na elektrónové delo, priemerne polovica elektrónov prechádza každým otvorom. Takže, ak zatvoríme jednu z dier a prepustíme milión elektrónov cez membránu a potom zatvoríme druhú dieru, ale otvoríme prvú a necháme prejsť ďalších milión elektrónov, potom by sme mali dostať rovnakú priemernú hustotu záblesku, ako keby sme nechali cez membránu s dvoma otvormi dva milióny elektrónov. Ale ukazuje sa, že to tak nie je! Pri dvoch otvoroch je rozloženie iné, obsahuje maximá a minimá, ako v prípade vlnovej difrakcie.

Priemernú hustotu zábleskov možno vypočítať pomocou kvantovej mechaniky tak, že k elektrónom priradíme takzvanú vlnovú funkciu, čo je akési imaginárne pole, ktorého intenzita je úmerná pravdepodobnosti pozorovaných udalostí.

Opisovať všetky pokusy o zosúladenie predstavy elektrónu ako „obyčajnej“ častice (takéto častice sa začali nazývať klasické, na rozdiel od kvantových) s experimentálnymi údajmi o nich, by zabralo príliš veľa miesta. správanie. Tejto problematike je venovaná rozsiahla literatúra, odborná aj populárna. Všetky takéto pokusy boli neúspešné. Nasledujúce dve veci vyšli najavo.

Po prvé, ak sa súčasne meria súradnica kvantovej častice (akýchkoľvek, nie nevyhnutne elektrónov) pozdĺž nejakej osi X a hybnosť v tomto smere R, potom chyby merania, ktoré označujeme X; a p dodržujte Heisenbergov vzťah neurčitosti:

∆X × ∆ p ≥ h.

Tento pomer sa nedá obísť. Čím presnejšie sa snažíme zmerať súradnice, tým väčší je rozptyl veľkosti hybnosti. R, a naopak. Vzťah neurčitosti je univerzálnym prírodným zákonom, ale už od Planckovej konštanty h je veľmi malá, nehrá rolu pri meraniach s telesami makroskopickej veľkosti.

Po druhé, myšlienka, že v skutočnosti sa kvantové častice pohybujú po určitých presne definovaných trajektóriách, t. j. v každom okamihu majú v skutočnosti presne definované súradnice a rýchlosti (a teda hybnosť), ktoré jednoducho nedokážeme presne zmerať. naráža na neprekonateľné logické ťažkosti. Naopak, zásadné odmietnutie pripisovania skutočnej trajektórie kvantovej častici a predpoklad, že najúplnejším popisom stavu častíc je priradenie jej vlnovej funkcie, vedie k logicky bezchybnej, no matematicky jednoduchej a elegantnej teórii, ktorá je brilantne v súlade s experimentálnymi faktami; z nej bezprostredne vyplýva najmä vzťah neurčitosti. Táto teória je kvantová mechanika. V pochopení fyzikálnych a logických základov kvantovej mechaniky a v jej filozofickom chápaní zohrali hlavnú úlohu aktivity najväčšieho vedca a filozofa súčasnosti Nielsa Bohra (1885–1962).

Takže elektrón nemá trajektóriu. Najviac, čo sa dá o elektróne povedať, je naznačiť jeho vlnovú funkciu, ktorej druhá mocnina nám dá pravdepodobnosť nájdenia elektrónu v blízkosti konkrétneho bodu v priestore. Zároveň hovoríme, že elektrón je hmotná častica určitých (a veľmi malých) veľkostí. Miešanie týchto dvoch myšlienok, ktoré si experimentálne fakty vyžadovali, sa ukázalo ako veľmi zložitá záležitosť a stále sa nájdu ľudia, ktorí odmietajú zaužívaný výklad kvantovej mechaniky (akceptovaný po Bohrovej škole drvivou väčšinou fyzikov) a želajú si vrátiť kvantovú mechaniku za každú cenu.častice ich dráha. Odkiaľ pochádza taká vytrvalosť? Veď vyvlastnenie farby z elektrónov bolo úplne bezbolestné a z logického hľadiska sa uznanie nepoužiteľnosti pojmu trajektória na elektrón zásadne nelíši od uznania nepoužiteľnosti pojmu farba. . Rozdiel je v tom, že keď opustíme pojem farby, prejavíme istú dávku pokrytectva. Hovoríme, že elektrón nemá žiadnu farbu, ale my sami ho predstavujeme vo forme akejsi sivej (alebo lesklej - to je vec vkusu) gule. Neprítomnosť farby nahrádzame svojvoľný farba, a to ani v najmenšom neprekáža pri používaní nášho modelu. Vo vzťahu k polohe v priestore tento trik nefunguje. Myšlienka elektrónu, ktorý je každú chvíľu niekde, zasahuje do chápania kvantovej mechaniky a dostáva sa do konfliktu s experimentálnymi údajmi. Tu sme nútení úplne opustiť vizuálno-geometrické znázornenie pohybu častice. To spôsobuje bolestivú reakciu. Sme tak zvyknutí spájať časopriestorový obraz so skutočnou realitou, s tým, čo existuje objektívne a nezávisle od nás, že je pre nás veľmi ťažké uveriť v objektívnu realitu, ktorá nezapadá do týchto rámcov. A znova a znova sa pýtame sami seba: ale ak elektrón nie je „rozmazaný“ vo vesmíre, potom v skutočnosti musí niekde byť?

Rozpoznať a cítiť nezmyselnosť tejto otázky si vyžaduje tvrdú prácu myslenia. V prvom rade si musíme uvedomiť, že všetky naše poznatky a teórie sú sekundárne modely reality, teda modely primárnych modelov, ktoré sú dátami zmyslovej skúsenosti. Tieto údaje nesú nezmazateľný odtlačok štruktúry našej nervovej sústavy, a keďže časopriestorové pojmy sú zapustené v najnižších poschodiach nervovej sústavy, všetky naše vnemy a predstavy, ani všetky výplody našej predstavivosti nemôžu presiahnuť časopriestorové obrázky. Tieto limity však možno do určitej miery rozšíriť. To sa však musí diať nie iluzórnym pohybom „dole“ k objektívnej realite, „aká je, bez ohľadu na naše zmysly“, ale pohybom „hore“, teda konštruovaním sekundárnych semiotických modelov reality.

Samozrejme, znaky teórie si zachovávajú nepretržitú časopriestorovú existenciu, ako aj primárne údaje skúseností. Ale vo vzťahu oboch, teda v sémantike teórie, si môžeme dovoliť značnú voľnosť, ak sa necháme viesť logikou nových experimentálnych faktov, a nie obvyklou časopriestorovou intuíciou. A dokážeme vybudovať taký znakový systém, ktorý vo svojom fungovaní nie je nijako viazaný vizuálnymi zobrazeniami, ale podlieha len podmienke adekvátneho popisu reality. Kvantová mechanika je taký systém. Kvantová častica v tomto systéme nie je sivá alebo lesklá guľa a nie geometrický bod, ale určitý koncept, t.j. funkčný uzol systému, ktorý spolu s ostatnými uzlami poskytuje popis a predpoveď skutočných experimentálnych faktov: bliká na obrazovke, údaje prístroja atď. d.

Vráťme sa k otázke, ako sa elektrón „naozaj“ pohybuje. Videli sme, že kvôli vzťahu neurčitosti naň experiment v zásade nemôže dať odpoveď. Takže ako „vonkajšia súčasť“ fyzikálneho modelu reality je táto otázka nezmyselná. Zostáva mu prisúdiť čisto teoretický význam. Potom však stráca priamu súvislosť s pozorovanými javmi a výraz „v skutočnosti“ sa stáva čistým podvodom! Kedykoľvek prekročíme sféru vnímania a vyhlásime, že „v skutočnosti“ sa to a to deje, neposúvame sa nadol, ale nahor – staviame pyramídu jazykových objektov a len vďaka optickému klamu sa nám to zdá že sa ponoríme do oblasti pod zmyslovým zážitkom. Metaforicky povedané, rovina oddeľujúca zmyslovú skúsenosť od reality je absolútne nepreniknuteľná a keď sa snažíme vidieť to, čo je pod ňou, vidíme len prevrátený odraz pyramídy teórií. To neznamená, že skutočná realita je nepoznateľná a že naše teórie nie sú jej modelmi; treba si len uvedomiť, že všetky tieto modely ležia na tejto strane zmyslového zážitku a je nezmyselné porovnávať prízračné „reality“ na druhej strane s jednotlivými prvkami teórií, ako to urobil napríklad Platón. Myšlienka elektrónu ako malej guľôčky pohybujúcej sa po trajektórii je rovnaká konštrukcia ako zreťazenie znakov kvantovej teórie. Líši sa len tým, že obsahuje časopriestorový obraz, ktorému vo zvyku pripisujeme iluzórnu realitu pomocou v tomto prípade nezmyselného výrazu „v skutočnosti“.

Prechod k vedomej konštrukcii symbolických modelov reality, nezaložených na žiadnych vizuálnych reprezentáciách fyzických objektov, je veľkým filozofickým výdobytkom kvantovej mechaniky. V skutočnosti sa fyzika stala ikonickým modelom už od čias Newtona a práve vďaka svojej ikonickosti vďačí za svoj úspech (numerické výpočty); vizuálne reprezentácie však boli prítomné ako nevyhnutný prvok. Teraz sa stali voliteľnými, čo rozšírilo triedu možných modelov. Tí, ktorí chcú za každú cenu vrátiť viditeľnosť, hoci vidia, že teória funguje lepšie bez nej, v skutočnosti volajú po zúžení triedy modelov. Je nepravdepodobné, že uspejú. Možno ich porovnať s tým čudákom, ktorý zapriahol koňa do parnej lokomotívy, pretože hoci videl, že voz išiel bez koňa, nebolo v jeho silách uznať takúto situáciu za normálnu. Ikonické modely sú lokomotívou, ktorá ku každému svojmu konceptu vôbec nepotrebuje koňa vizuálnych stvárnení.

Druhým dôležitým výsledkom kvantovej mechaniky, ktorý má všeobecný filozofický význam, je kolaps determinizmu. Determinizmus je filozofický pojem. Tento názov je daný názoru, že všetky udalosti, ktoré sa vyskytujú vo svete, majú presne definované príčiny a vyskytujú sa nevyhnutne, to znamená, že nemôžu nenastať. Pokusy o objasnenie tejto definície odhaľujú v nej logické defekty, ktoré bránia presnej formulácii tohto názoru vo forme vedeckého stanoviska bez zavedenia akýchkoľvek dodatočných predstáv o objektívnej realite. Čo vlastne znamená „udalosti majú príčiny“? Je možné naznačiť nejaký „konečný“ počet príčin danej udalosti a povedať, že iné príčiny neexistujú? A čo to znamená, že udalosť sa „nemohla stať“? Keby sa tak stalo, potom sa výrok zmení na tautológiu.

Filozofický determinizmus však možno presnejšie interpretovať v rámci vedeckej teórie, ktorá tvrdí, že je univerzálnym popisom reality. Takého výkladu sa mu totiž dostalo v rámci mechanizmus- vedecký a filozofický koncept, ktorý vznikol na základe úspechov klasickej mechaniky aplikovanej na pohyby nebeských telies. Podľa mechanistického konceptu je svet trojrozmerný euklidovský priestor vyplnený množstvom elementárnych častíc, ktoré sa pohybujú po určitých trajektóriách. Sily pôsobia medzi časticami v závislosti od ich vzájomnej polohy a pohyb častíc sa riadi zákonmi newtonovskej mechaniky. Pri takejto reprezentácii sveta jeho presný stav (t.j. súradnice a rýchlosti všetkých častíc) v určitom pevnom časovom okamihu jednoznačne určuje presný stav sveta v ktoromkoľvek inom okamihu. Slávny francúzsky matematik a astronóm P. Laplace (1749–1827) vyjadril tento postoj slovami:

Myseľ, ktorá by v každom okamihu poznala všetky sily, ktoré oživujú prírodu a relatívnu polohu všetkých jej zložiek, ak by sa navyše ukázala byť dostatočne rozsiahla na to, aby mohla tieto údaje podrobiť analýze, by do jedného vzorca zahrnula pohyby najväčších telies vesmíru na rovnakej úrovni.s pohybmi najmenších atómov: nezostalo by mu nič nespoľahlivé a pred očami by sa mu zjavila budúcnosť, ale aj minulosť.

Tento koncept bol tzv Laplaciovský determinizmus. Je to legitímny a nevyhnutný dôsledok mechanistickej koncepcie sveta. Pravda, z moderného hľadiska si Laplaceova formulácia vyžaduje určité objasnenie, keďže koncepty vševediacej mysle a absolútnej presnosti merania nemôžeme uznať za legitímne. Ale je ľahké ho modernizovať, prakticky bez zmeny významu. Hovoríme, že ak sú súradnice a hybnosť všetkých častíc v dostatočne veľkom objeme priestoru známe s dostatočnou presnosťou, potom je možné vypočítať správanie akéhokoľvek systému v akomkoľvek danom časovom intervale s akoukoľvek danou presnosťou. Z tejto formulácie, rovnako ako z pôvodnej Laplaceovej formulácie, možno usudzovať, že všetky budúce stavy vesmíru sú vopred určené. Nekonečným zvyšovaním presnosti a pokrytia meraní donekonečna predlžujeme načasovanie predpovedí. Keďže neexistujú žiadne zásadné obmedzenia presnosti a rozsahu meraní, teda také obmedzenia, ktoré by nevyplývali z obmedzení ľudských schopností, ale z povahy predmetov merania, môžeme si predstaviť extrémny prípad a konštatovať, že v skutočnosti všetko Budúcnosť sveta je už určená a absolútne jednoznačná. Výraz „v skutočnosti“ tu nadobúda celkom odlišný význam; naša intuícia ľahko rozpozná oprávnenosť tohto „naozaj“ a bráni sa jeho diskreditácii.

Mechanistická koncepcia sveta teda vedie k myšlienke úplného determinizmu javov. To je však v rozpore so subjektívnym pocitom slobody voľby, ktorý máme. Sú z toho dve cesty: uznať pocit slobody voľby ako „iluzórny“ alebo uznať mechanistický koncept ako nevhodný ako univerzálny obraz sveta. Teraz je ťažké povedať, v akom pomere boli mysliaci ľudia „predkvantovej“ éry rozdelení do týchto dvoch uhlov pohľadu. Ak sa k problému postavíme z modernej pozície, potom aj bez toho, aby sme čokoľvek vedeli o kvantovej mechanike, musíme rozhodne prijať druhý uhol pohľadu. Teraz chápeme, že mechanistický koncept, ako každý iný koncept, je len sekundárnym modelom sveta vo vzťahu k primárnym dátam skúsenosti, preto majú priame dáta skúsenosti vždy prednosť pred akoukoľvek teóriou. Pocit slobody voľby je primárnym experimentálnym faktom, podobne ako iné primárne fakty duchovnej a zmyslovej skúsenosti. Teória nemôže túto skutočnosť odmietnuť, môže s ňou iba porovnávať niektoré nové skutočnosti – postup, ktorý za určitých podmienok nazývame vysvetlenie skutočnosť. Vyhlásiť slobodu voľby za „iluzórnu“ je rovnako nezmyselné, ako vyhlásiť človeku s bolesťou zubov, že jeho pocit je „iluzórny“. Zub môže byť úplne zdravý a pocit bolesti môže byť výsledkom podráždenia určitej časti mozgu, ale to neznamená, že je to „iluzórne“.

Kvantová mechanika zničila determinizmus. Po prvé, myšlienka elementárnych častíc ako malých telies pohybujúcich sa po určitých trajektóriách sa ukázala ako mylná, a preto sa celý mechanický obraz sveta zrútil - taký jasný, známy a zdalo by sa úplne nepopierateľný. Fyzici XX storočia. už nemôže jasne a presvedčivo, ako to dokázali fyzici 19. storočia, povedať ľuďom, čo vlastne predstavuje svet, v ktorom žijú. Ale determinizmus sa zrútil nielen ako súčasť mechanistického konceptu, ale aj ako súčasť akéhokoľvek obrazu sveta. V zásade si možno predstaviť taký úplný opis (obraz) sveta, ktorý zahŕňa len skutočne pozorované javy, ale dáva jednoznačné predpovede všetkých javov, ktoré kedy budú pozorované. Teraz vieme, že to nie je možné. Vieme, že existujú situácie, v ktorých je zásadne nemožné predpovedať, ktorý z množstva mysliteľných javov skutočne nastane. Navyše tieto situácie nie sú podľa kvantovej mechaniky výnimkou, ale všeobecným pravidlom; prísne deterministické výsledky sú len výnimkou z pravidla. Kvantovomechanický popis reality je v podstate pravdepodobnostným popisom a jednoznačné predpovede zahŕňa len ako limitujúci prípad.

Ako príklad uvažujme experiment s elektrónovou difrakciou, znázornený v . Podmienky experimentu sú úplne určené, keď sú dané všetky geometrické parametre nastavenia a počiatočná hybnosť elektrónov emitovaných pištoľou. Všetky elektróny emitované z pištole a dopadajúce na obrazovku sú v rovnakých podmienkach a sú opísané jednou vlnovou funkciou. Medzitým sú absorbované (vydávajú záblesky) v rôznych bodoch na obrazovke a nie je možné vopred predpovedať, v ktorom bode elektrón zabliká; nedá sa ani predpovedať, či sa bude v našom výkrese odchyľovať hore alebo dole, dá sa len naznačiť pravdepodobnosť zasiahnutia rôznych častí obrazovky.

Je však dovolené položiť si otázku: prečo sme si istí, že ak kvantová mechanika nedokáže predpovedať bod, v ktorom elektrón zasiahne, potom to nedokáže ani žiadna budúca teória?

Na túto otázku dáme nie jednu, ale dve celé odpovede; problém si zaslúži takúto pozornosť.

Prvú odpoveď možno nazvať formálnou. On je. Kvantová mechanika je založená na princípe, že popis pomocou vlnovej funkcie je najúplnejším popisom stavov kvantovej častice. Tento princíp v podobe vzťahu neurčitosti, ktorý z neho vyplýva, bol potvrdený obrovským množstvom experimentov, ktorých interpretácia obsahuje len nízkoúrovňové pojmy, ktoré priamo súvisia so sledovanými veličinami. Závery kvantovej mechaniky, zahŕňajúce zložitejšie matematické výpočty, potvrdzuje ešte väčší počet experimentov. A nič nenasvedčuje tomu, že by sme túto zásadu mali spochybňovať. Ale to sa rovná nemožnosti predpovedať presný výsledok experimentu. Napríklad, aby ste označili bod na obrazovke, kam elektrón zasiahne, musíte o ňom vedieť viac, ako poskytuje vlnová funkcia.

Druhú odpoveď začneme snahou pochopiť, prečo nie sme v žiadnom prípade ochotní akceptovať nemožnosť predpovedať bod, do ktorého elektrón zasiahne. Stáročia vývoja fyziky privykli ľuďom na myšlienku, že pohyb neživých telies je regulovaný výlučne vonkajšími príčinami a že dostatočne jemným skúmaním možno tieto príčiny vždy odhaliť. nahliadnuť ich. Táto viera bola plne oprávnená, pokiaľ sa považovalo za možné špehovať systém bez jeho ovplyvňovania, čo sa dialo pri experimentoch na makroskopických telesách. Predstavte si, že sa nerozptyľujú elektróny, ale delové gule a študujete ich pohyb. Vidíte, že v jednom prípade sa jadro odchyľuje nahor a v druhom nadol, a nechcete veriť, že sa to deje samo, ale ste presvedčení, že rozdiel v správaní jadier má nejaký skutočný dôvod. Natočíte let jadra na film alebo urobíte inú akciu a nakoniec nájdete takéto javy A 1 a A 2 spojené s letom jadra, ktoré, ak je k dispozícii, A 1 jadro sa odchyľuje nahor a ak je k dispozícii A 2 - dole. A ty to hovoríš A 1 je dôvodom odchýlky jadra smerom nahor a A 2 - dôvod odchýlky smerom nadol. Je možné, že váš fotoaparát bude nedokonalý alebo vás štúdium jednoducho omrzí a nenájdete príčinu, ktorú hľadáte. Ale stále zostávate presvedčený, že príčina v skutočnosti existuje, teda ak ste sa lepšie pozreli, potom javy A 1 a A 2 by sa našli.

Ako je to s experimentom s elektrónmi? Opäť vidíte, že v niektorých prípadoch sa elektrón odchyľuje nahor, v iných nadol a pri hľadaní dôvodu sa snažíte sledovať jeho pohyb, špehovať ho. Tu sa však ukazuje, že nemôžete špehovať elektrón bez toho, aby ste tým najkatastrofálnejším spôsobom neovplyvnili jeho osud. Aby sme elektrón „uvideli“, je potrebné naň nasmerovať prúd svetla. Svetlo však interaguje s hmotou v častiach, kvantách, ktoré podliehajú rovnakému vzťahu neurčitosti ako elektróny a iné častice. Preto pomocou svetla, ako aj pomocou akýchkoľvek iných prostriedkov skúmania, nie je možné ísť za hranice vzťahu neurčitosti. Pokúšajúc sa spresniť polohu elektrónov pomocou fotónov, buď tomu dáme takú veľkú a neurčitú hybnosť, ktorá pokazí celý experiment, alebo súradnicu zmeriame tak zhruba, že sa o nej nič nové nedozvieme. Takže javy A 1 a A 2, t.j. dôvody, prečo sa elektrón v niektorých prípadoch odchyľuje nahor a v iných prípadoch nadol, v skutočnosti neexistujú. A tvrdenie, že „v skutočnosti“ existuje nejaký dôvod, stráca všetok vedecký význam.

Existujú teda javy, pre ktoré neexistujú príčiny, presnejšie povedané, existuje množstvo možností, z ktorých jedna sa vyskytuje bez akéhokoľvek dôvodu. To neznamená, že by sa mal úplne zavrhnúť princíp kauzality: ak sa v tom istom experimente vypne elektrónová pištoľ, záblesky na obrazovke úplne zmiznú a príčinou ich zmiznutia bude vypnutie pištole. . Ale to znamená, že musí byť výrazne obmedzený v porovnaní s tým, ako to bolo chápané v klasickej mechanike a ako to stále chápe každodenné vedomie. Niektoré javy nemajú príčiny, treba ich brať jednoducho ako danosť. Taký je svet, v ktorom žijeme.

Druhou odpoveďou na otázku o dôvodoch našej dôvery v existenciu nepredvídateľných javov je, že pomocou vzťahu neurčitosti chápeme nielen množstvo nových faktov, ale aj povahu zlomu vo vzťahu ku kauzalite, resp. predvídateľnosť, ktorá nastane, keď napadneme mikrokozmos. Vidíme, že viera v absolútnu kauzalitu pramenila z tichého predpokladu o existencii nekonečne jemných výskumných prostriedkov, „nakukávajúcich“ za objekt. Ale keď sa dostali k elementárnym časticiam, fyzici zistili, že existuje minimálne kvantum pôsobenia, merané Planckovou konštantou, a to vytvára začarovaný kruh, keď sa pokúšame prehĺbiť popis jednej častice pomocou druhej. A absolútna kauzalita sa zrútila a s ňou aj determinizmus. Zo všeobecného filozofického hľadiska sa zdá celkom prirodzené, že ak neexistuje nekonečná deliteľnosť hmoty, neexistuje ani nekonečná podrobnosť opisu, takže kolaps determinizmu pôsobí prirodzenejšie, ako keby sa zachoval.

Úspechy kvantovej mechaniky, o ktorých sme hovorili vyššie, sa týkajú najmä opisu nerelativistických častíc, t. j. častíc pohybujúcich sa oveľa nižšou rýchlosťou ako je rýchlosť svetla, takže efekty spojené s teóriou relativity (relativistické efekty ) možno zanedbať . Práve nerelativistickú kvantovú mechaniku sme mali na mysli, keď sme hovorili o jej úplnosti a logickej harmónii. Na opísanie javov na atómovej úrovni stačí nerelativistická kvantová mechanika, ale fyzika vysokoenergetických elementárnych častíc vyžaduje vytvorenie teórie, ktorá spája myšlienky kvantovej mechaniky a teórie relativity. Na tejto ceste sa zatiaľ dosiahol len čiastočný úspech; neexistuje jednotná a konzistentná teória elementárnych častíc, ktorá by vysvetľovala obrovské množstvo materiálu nahromadeného experimentátormi. Pokusy vybudovať novú teóriu pomocou bezzásadových opráv starej teórie nevedú k významným výsledkom. Vytvorenie uspokojivej teórie elementárnych častíc spočíva na mimoriadnej zvláštnosti tejto oblasti javov, vyskytujúcich sa akoby v úplne inom svete a vyžadujúcich si na svoj popis úplne nezvyčajné pojmy, zásadne v rozpore so schémou, na ktorú sme zvyknutí.

Koncom 50. rokov 20. storočia Heisenberg navrhol novú teóriu elementárnych častíc, po prečítaní ktorej Bohr povedal, že je nepravdepodobné, že by to bola pravda, pretože „nie je dosť šialená“. Teória sa naozaj nedočkala uznania a Bohrova trefná poznámka sa dostala do povedomia všetkých fyzikov a dostala sa aj do populárnej literatúry. Slovo „bláznivý“ sa prirodzene spájalo s prídomkom „divný“ aplikovaným na svet elementárnych častíc. Ale znamená to "bláznivý". iba"zvláštne", "nezvyčajné"? Možno keby Bohr povedal „nie dosť nezvyčajné“, aforizmus by nevyšiel. Slovo „bláznivý“ prináša konotáciu „bláznivý“, „prichádza odnikiaľ“ a brilantne charakterizuje súčasnú situáciu v teórii elementárnych častíc, keď každý uznáva potrebu hlbokej reštrukturalizácie teórie, ale nie je známe. ako s tým postupovať.

Vynára sa otázka: „zvláštnosť“ sveta elementárnych častíc, nepoužiteľnosť našej intuície vyvinutej v makrokozme naň nás odsudzuje teraz a navždy na blúdenie v tme?

Uvažujme o povahe ťažkostí, ktoré sa vyskytli. Princíp vytvárania formalizovaných jazykových modelov reality pri prechode k štúdiu mikrosveta neutrpel. Ale ak boli kolesá týchto modelov - fyzikálne koncepty - prevzaté v podstate z našej každodennej makroskopickej skúsenosti a boli len zjemnené formalizáciou, potom pre nový "čudný" svet sú potrebné nové "zvláštne" koncepty, ktoré nie je odkiaľ vziať. a ktoré teda bude treba vyrobiť nanovo a ešte ich poriadne pospájať do uceleného obvodu. V prvej etape štúdia mikrosveta sa jedno z týchto kolies – vlnová funkcia nerelativistickej kvantovej mechaniky – vyrobilo pomerne jednoducho, opierajúc sa o už existujúci matematický aparát, ktorý slúžil na opis makroskopických javov (mechanika hmotného bodu, mechanika spojitých médií, teória matíc). Fyzici mali šťastie: našli prototypy kolesa, ktoré potrebovali, v dvoch (úplne odlišných) kolesách makroskopickej fyziky a vytvorili z nich "kentaura" - kvantový koncept vlnovej častice.

Nedá sa však stále spoliehať na šťastie. Čím hlbšie prenikáme do mikrokozmu, tým viac sa potrebné koncepty-konštrukty líšia od bežných konceptov makroskopickej skúsenosti a tým menej je pravdepodobné, že ich postavíme za pochodu, bez akýchkoľvek nástrojov, bez akejkoľvek teórie. V dôsledku toho musíme samotnú úlohu budovania vedeckých konceptov a teórií podrobiť vedeckej analýze, t.j. urobiť ďalší metasystémový prechod. Aby sme kvalifikovane skonštruovali určitú fyzikálnu teóriu, potrebujeme všeobecnú teóriu konštrukcie fyzikálnych teórií (metateóriu), vo svetle ktorej sa objasní spôsob riešenia nášho konkrétneho problému. Porovnanie vizuálnych modelov starej fyziky s koňom a abstraktných ikonických modelov s parnou lokomotívou možno rozvinúť nasledovne. Kone nám dáva príroda k dispozícii. Rastú a rozmnožujú sa samy a na ich použitie nepotrebujete poznať ich vnútornú štruktúru. Lokomotívu si však musíme postaviť sami. Aby sme to dosiahli, musíme pochopiť princípy jeho štruktúry a fyzikálne zákony, ktoré ich tvoria, ako aj mať nejaké nástroje na prácu. Snažíme sa vybudovať teóriu „čudného“ sveta, bez metateórie fyzikálnych teórií, stávame sa ako človek, ktorý plánoval postaviť parnú lokomotívu holými rukami alebo postaviť lietadlo, pričom nemá ani poňatia o zákonoch aerodynamiky.

Takže dozrel ďalší metasystémový prechod. Fyzika vyžaduje ... Chcem povedať "metafyziku", ale našťastie pre našu terminológiu, metateória, ktorú potrebujeme, je taká, ako vo vzťahu ku každej teórii prírodných vied, ktorá má vysoký stupeň formalizácie, preto jej správnejšie nazývané metaveda. Tento pojem má tú nevýhodu, že vytvára dojem, že metaveda je niečo, čo je v zásade mimo vedu, zatiaľ čo v skutočnosti musí byť nová úroveň hierarchie vytvorená týmto prechodom metasystému, samozrejme, zahrnutá do všeobecného súboru vedy, čím sa tento orgán rozširuje. . Situácia je tu rovnaká ako pri termíne metamatematika; pretože súčasťou matematiky je aj metamatematika. Ale keďže výraz „metamatematika“ bol napriek tomu akceptovaný, možno považovať za prijateľný aj výraz „metaveda“. Keďže však najdôležitejšou súčasťou metavedeckého výskumu je štúdium konceptov teórie, možno navrhnúť aj termín konceptológie.

Hlavná úloha metavedy môže byť formulovaná nasledovne. Je daný určitý súbor alebo určitý generátor faktov. Ako vybudovať teóriu, ktorá efektívne popisuje tieto skutočnosti a robí správne predpovede?

Ak chceme, aby metaveda presahovala rámec všeobecného uvažovania, musíme ju vybudovať ako plnohodnotnú matematickú teóriu, a preto sa jej predmet – teória prírodných vied – musí objaviť vo formalizovanom (aj keď zjednodušenom – taká je cena formalizácie) forma, predmet matematika. V tejto podobe je vedecká teória formalizovaným jazykovým modelom, ktorého mechanizmom je hierarchický systém pojmov – názor, ktorý sme citovali v celej knihe. Z tohto hľadiska sa vytvorenie matematickej metavedy javí ako ďalší a prirodzený metasystémový prechod, ktorým sa stávame predmetom štúdia formalizovaných jazykov vo všeobecnosti, nielen vo vzťahu k ich syntaxi, ale aj - a hlavne - z hľadiska sémantiky, z hľadiska ich aplikácie.k opisu reality. K tomuto kroku nás privádza celá cesta rozvoja fyzikálnej a matematickej vedy.

Doteraz sme však v úvahách vychádzali z potrieb fyziky. Ale čo čistá matematika?

Ak teoretickí fyzici vedia, čo potrebujú, ale vedia urobiť málo, potom „čistým“ matematikom možno skôr vyčítať, že dokážu veľa, ale nevedia, čo potrebujú. Niet pochýb o tom, že na dodanie súdržnosti a harmónie celej budove matematiky je potrebných veľa čisto matematických prác a bolo by smiešne požadovať od každého diela okamžité „praktické“ aplikácie. Ale aj tak je matematika stvorená na poznanie reality, a nie na estetické či športové účely, ako napríklad šach, a aj jej najvyššie poschodia sú v konečnom dôsledku potrebné len do tej miery, do akej prispievajú k dosiahnutiu tohto cieľa.

Pravdepodobne je rast budovy matematiky vždy potrebný a má bezpodmienečnú hodnotu. Matematika sa však rozširuje aj do šírky a je čoraz ťažšie určiť, čo nie je potrebné a čo je potrebné, a ak áno, v akom rozsahu. Matematická technológia je v súčasnosti natoľko rozvinutá, že skonštruovanie niekoľkých nových matematických objektov v rámci axiomatickej metódy a štúdium ich vlastností sa stalo takmer rovnako bežné, aj keď nie vždy jednoduché, ako to bolo pre starých egyptských pisárov vykonávať výpočty na zlomkoch. Ale kto vie, či tieto predmety budú potrebné? Je potrebná teória aplikácie matematiky, a to je v podstate metaveda. V dôsledku toho je rozvoj metavedy vedúcou a organizačnou úlohou vo vzťahu k špecifickejším matematickým problémom.

Vytvorenie efektívnej metavedy je ešte ďaleko. Teraz je ťažké si predstaviť čo i len jeho všeobecné obrysy. Aby boli jasné, je potrebné vykonať veľa prípravných prác. Fyzici musia ovládať „bourbakizmus“, precítiť hru matematických štruktúr, čo vedie k vzniku bohatých axiomatických teórií vhodných na detailný popis reality. Spolu s matematikmi sa musia naučiť, ako rozložiť symbolické modely na samostatné kocky, aby z nich poskladali potrebné bloky. A, samozrejme, je potrebné vyvinúť techniku ​​vykonávania formálnych výpočtov na ľubovoľných symbolických výrazoch (a nielen na číslach) pomocou elektronických počítačov. Tak ako prechod od aritmetiky k algebre nastáva až po úplnom zvládnutí techniky aritmetických výpočtov, tak prechod k teórii vytvárania ľubovoľných symbolických systémov si vyžaduje vysokú techniku ​​operácií so symbolickými výrazmi, vyžaduje praktické odstránenie problému vykonávanie ťažkopádnych formálnych výpočtov. Či nové metódy prispejú k riešeniu tých špecifických ťažkostí, ktorým v súčasnosti čelí teória elementárnych častíc, alebo či budú vyriešené skôr manuálnymi, „staromódnymi“ metódami, nie je známe a nakoniec nie. záležitosťou, pretože sa nepochybne objavia nové ťažkosti. Tak či onak, otázka vytvorenia metavedy je na dennom poriadku. Skôr či neskôr sa to musí vyriešiť a potom ľudia dostanú nové zbrane, aby dobyli tie najpodivnejšie fantastické svety.

Slanina F. Novum Organum, Veľké knihy západného sveta. Encyklopédia Britannica, 1955. Aforizmus 95, s. 126.

Bacon F. Op. cit. Aforizmus 117. R. 131.

Pozri zbierka: Einstein A. Fyzika a realita. M.: Nauka, 1965. Z tejto zbierky sú prevzaté aj nasledujúce citáty.

Frank P. filozofia vedy. Englewood Cliffs (New Jersey): Prentice-Hall, 1957.

Laplace P. Skúsenosti s filozofiou teórie pravdepodobnosti. M., 1908. S. 9.

Formovanie psychológie ako experimentálnej vedy

Prechod od poznania k vede, ktorý treba pre množstvo oblastí pripísať 18. storočiu a u niektorých (akosi mechanike) už v 17. storočí, v psychológii prebieha do polovice 19. storočia. Až v tomto období sa rôznorodé psychologické poznatky sformovali ako samostatná veda, vyzbrojená vlastnou výskumnou metodológiou špecifickou pre svoj predmet a majúca svoj vlastný systém, t. logika budovania poznatkov s tým súvisiacich, špecifických pre jeho predmet.
Metodologické predpoklady pre formovanie psychológie ako vedy pripravovali najmä tie smery spojené s empirickou filozofiou, ktoré vo vzťahu k poznaniu psychologických, ale aj všetkých ostatných javov hlásali potrebu obratu od špekulácie k experimentálnemu poznaniu, uskutočňované v prírodovede vo vzťahu k poznaniu fyzikálnych javov. Mimoriadne významnú úlohu zohralo v tomto smere materialistické krídlo empirického smeru v psychológii, ktoré spájalo duševné procesy s fyziologickými.
Aby však prechod psychológie od viac-menej podložených poznatkov a názorov k vede skutočne nastal, bol potrebný aj zodpovedajúci rozvoj vedných odborov, na ktorých by psychológia mala byť založená, a vývoj vhodných výskumných metód. Tieto konečné predpoklady pre formalizáciu psychologickej vedy poskytli práce fyziológov prvej polovice 19. storočia.
Na základe množstva významných objavov v oblasti fyziológie nervového systému (C. Bell, ktorý preukázal prítomnosť rôznych senzorických a motorických nervov a stanovil základné zákony vedenia v roku 1811,22 I. Muller, E. Dubois- Reymonda, G. Helmholtza, ktorý meral vedenie vzruchu pozdĺž nervu), fyziológovia vytvorili množstvo veľkých prác venovaných všeobecným vzorcom citlivosti a konkrétne práci rôznych zmyslových orgánov (práce I. Mullera a E.G. Webera, dielo T. Junga, G. Helmholtza a E. Goeringa o videní, G. Helmholtza sluchom atď.). Venuje sa fyziológii zmyslových orgánov, t.j. rôzne druhy citlivosti, tieto diela z vnútornej nevyhnutnosti už prešli do oblasti psychofyziológie vnemov.
Osobitný význam pre rozvoj experimentálnej psychológie mali štúdie E. G. Webera venované otázke vzťahu medzi nárastom podráždenia a vnemom, v ktorých potom pokračoval, zovšeobecnil a matematicky spracoval G. T. Fechner (pozri nižšie). Táto práca položila základy pre novú špeciálnu oblasť experimentálneho psychofyzikálneho výskumu.
Výsledky všetkých týchto štúdií boli skombinované, čiastočne ďalej psychologicky rozvinuté a systematizované v jeho Základoch fyziologickej psychológie (1874) od W. Wundta. Zozbieral a zdokonalil pre účely psychologického výskumu metódy pôvodne vyvinuté fyziológmi.
V roku 1861 W. Wundt vynašiel prvé základné zariadenie špeciálne pre účely experimentálneho psychologického výskumu. V roku 1879 zorganizoval laboratórium fyziologickej psychológie v Lipsku koncom 80. rokov. transformovala na Ústav experimentálnej psychológie. Prvé experimentálne práce Wundta a mnohých študentov boli venované psychofyziológii vnemov, rýchlosti jednoduchých motorických reakcií, expresívnych pohybov atď. Všetky tieto práce boli teda zamerané na elementárne psycho-fyziologické procesy; stále patrili úplne k tomu, čo sám Wundt nazýval fyziologickou psychológiou. Ale čoskoro sa experiment, ktorého prienik do psychológie začal elementárnymi procesmi ležiacimi takpovediac na hranici medzi fyziológiou a psychológiou, začal postupne zavádzať do štúdia centrálnych psychologických problémov. Vo všetkých krajinách sveta sa začali vytvárať laboratóriá experimentálnej psychológie. E. B. Titchener bol priekopníkom experimentálnej psychológie v Spojených štátoch, kde čoskoro zaznamenala výrazný rozvoj.
Experimentálne práce sa začali rýchlo rozširovať a prehlbovať. Psychológia sa stala nezávislou, prevažne experimentálnou vedou, ktorá stále dôslednejšími metódami začala zisťovať nové fakty a odhaľovať nové zákonitosti. V priebehu niekoľkých desaťročí, ktoré odvtedy prešli, sa skutočný experimentálny materiál dostupný pre psychológiu značne zvýšil; metódy sa stali rôznorodejšími a presnejšími; Tvár vedy sa výrazne zmenila. Zavedenie experimentu do psychológie ju nielen vyzbrojilo veľmi silnou špeciálnou metódou vedeckého výskumu, ale nastolilo aj otázku metodológie psychologického výskumu ako celku iným spôsobom, pričom predložilo nové požiadavky a kritériá na vedeckú povahu. všetky typy experimentálneho výskumu v psychológii. Preto zohralo zavedenie experimentálnej metódy do psychológie takú veľkú, možno až rozhodujúcu úlohu pri formovaní psychológie ako samostatnej vedy.
Spolu s prienikom experimentálnej metódy zohral významnú úlohu vo vývoji psychológie aj prienik princípu evolúcie do nej.
Evolučná teória modernej biológie, ktorá sa rozšírila aj na psychológiu, v nej zohrala dvojitú úlohu: po prvé vniesla do štúdia duševných javov nový, veľmi plodný pohľad, spájajúci štúdium psychiky a jej vývoja nielen s fyziologických mechanizmov, ale aj s vývojom organizmov v procese adaptácie na prostredie. Dokonca aj v polovici XIX storočia. G. Spencer buduje svoj systém psychológie založený na princípe biologickej adaptácie. Princípy širokej biologickej analýzy sa rozširujú aj na štúdium psychických javov. Vo svetle tohto biologického prístupu sa samotné duševné funkcie začínajú chápať ako fenomény adaptácie, založené na úlohe funkcií, ktoré v živote organizmu vykonávajú. Tento biologický pohľad na psychické javy sa následne značne presadil. Prechádzajúc do všeobecného konceptu, ktorý sa neobmedzuje len na fylogenézu, čoskoro odhalí svoju Achillovu pätu, čo vedie k biologizácii ľudskej psychológie.
Evolučná teória, ktorá sa rozšírila aj do psychológie, viedla v druhom rade k rozvoju zoopsychológie. Koncom minulého storočia sa vďaka množstvu vynikajúcich diel (J. Loeb, C. Lloyd-Morgan, L. Hobhouse, G. Jennings, E. L. Thorndike a i.) vydáva zoopsychológia oslobodená od antropomorfizmu na cestu objektívneho vedeckého výskumu. Z výskumov v oblasti fylogenetickej komparatívnej psychológie (zoopsychológie) vychádzajú nové trendy vo všeobecnej psychológii, predovšetkým v psychológii správania.<…>
Preniknutie princípu vývinu do psychológie nemohlo podnietiť psychologický výskum z hľadiska ontogenézy. V druhej polovici XIX storočia. Začína sa intenzívny rozvoj tohto odvetvia genetickej psychológie, psychológie dieťaťa. V roku 1877 vydal Charles Darwin svoj životopisný náčrt dieťaťa. Približne v rovnakom čase sa objavili podobné diela I. Tena, E. Eggera a iných. Čoskoro, v roku 1882, po týchto vedeckých denníkových esejách venovaných pozorovaniam detí nasledovala práca W. Preyera „Duša dieťaťa“, ktorá v nich pokračuje v širšej a systematickejšej rovine. Preyer nachádza veľa nasledovníkov v rôznych krajinách. Záujem o detskú psychológiu sa stáva univerzálnym a nadobúda medzinárodný charakter. V mnohých krajinách sa vytvárajú špeciálne výskumné ústavy a vydávajú sa špeciálne časopisy venované detskej psychológii. Existuje množstvo prác o psychológii dieťaťa. Zástupcovia každej významnej psychologickej školy jej začínajú venovať značnú pozornosť. V psychológii dieťaťa sa odrážajú všetky prúdy psychologického myslenia.
Spolu s rozvojom experimentálnej psychológie a rozkvetom rôznych odvetví genetickej psychológie ako významného faktu v dejinách psychológie, naznačujúceho význam jej vedeckého bádania, je potrebné zaznamenať aj rozvoj rôznych špeciálnych oblastí tzv. aplikovanej psychológie, ktoré pristupujú k riešeniu rôznych otázok života na základe výsledkov vedeckého, najmä experimentálneho výskumu. Psychológia nachádza široké uplatnenie v oblasti výchovy a vzdelávania, v lekárskej praxi, v súdnych sporoch, hospodárskom živote, vo vojenských záležitostiach a umení.<…>
Kríza metodologických základov psychológie
Psychológia, ktorá vznikla ako samostatná veda v polovici 19. storočia, bola vo svojich filozofických základoch vedou 18. storočia. Nie G.T.Fechner a W.Wundt – eklektici a epigóni vo filozofii, ale veľkí filozofi 17.-18. určil jej metodologické základy. Formovanie psychológie ako experimentálnej disciplíny u Wundta prebiehalo už v podmienkach hroziacej krízy jej filozofických základov.
Preto veľmi rozšírený názor, ktorý transformuje formovanie experimentálnej fyziologickej psychológie u Fechnera a Wundta na kulminačný bod vo vývoji psychológie, približujúci sa k tomu, ktorá psychológia šla hore a z ktorej, prechádzajúc do krízového stavu, sa začala postupne klesať nadol, treba radikálne odmietnuť. Zavedenie experimentálnej metódy do psychológie a vyčlenenie psychológie ako špeciálnej experimentálnej disciplíny je nepopierateľne významnou etapou vo vývoji psychologickej vedy. Ale formovanie novej psychologickej vedy nemožno vtiahnuť do jedného bodu. Ide o dlhý proces, ktorý sa ešte neskončil, v ktorom treba rozlišovať tri vrcholy: prvý treba pripísať tomu istému 18. storočiu. alebo prelom od 17. do 18. storočia, ktorý vyčlenil F. Engels pre celé dejiny vedy, druhý - v čase formovania experimentálnej fyziologickej psychológie v polovici 19. storočia; tretí - v čase, keď sa konečne vyformuje systém psychológie, ktorý kombinuje dokonalosť výskumných metód s novou skutočne vedeckou metodológiou. Prvé kamene tejto novostavby položil K. Marx vo svojich raných prácach.
Vývoj psychológie v druhom období je charakterizovaný absenciou veľkých pôvodných systémov, akýmkoľvek spôsobom porovnateľných so systémami vytvorenými v 18. storočí. alebo začiatkom 19. storočia, podriadenie psychológie takým konštrukciám ako eklektická „induktívna metafyzika“ W. Wundta, pragmatická filozofia W. Jamesa či empiriokritika E. Macha a R. Avenariusa a tzv. rastúci boj z idealistických pozícií proti spontánnym materialistickým tendenciám, senzáciechtivým a mechanistickým princípom, na ktorých je spočiatku postavená experimentálna fyziologická psychológia; na konci tohto obdobia privádza tento boj psychológiu do zjavnej krízy. Spolu s tým dochádza k ďalšiemu rozvoju špeciálnych experimentálnych štúdií a zdokonaľovaniu výskumných techník.
Takmer všetko vo vývoji experimentálneho výskumu patrí do tohto obdobia. V predchádzajúcom období nastal len samotný zrod psychofyziky a psychofyziológie, či fyziologickej psychológie. Rozvoj experimentálneho výskumu presahujúceho rámec psychofyziológie, počnúc prácou E. Ebbinghausa o pamäti (1885), výskumom pamäti a pozornosti E. Müllera atď., sa vzťahuje najmä na koniec 19. storočia. (80. a 90. roky). Do rovnakej doby sa datuje aj rozvoj zoopsychológie (klasické dielo E. L. Thorndike vyšlo v roku 1898). Zvlášť výrazný rozvoj psychológie dieťaťa, počnúc dielom V. Preyera (1882), sa vzťahuje najmä na ešte neskoršiu dobu (dielo V. Sterna „Psychológia raného detstva“ z roku 1914, dielo K. Groosa, K. Buhler a ďalší v nasledujúcich rokoch).
Fyziologická, experimentálna psychológia, podľa svojich hlavných najprogresívnejších metodologických princípov a filozofických tradícií, bola, ako sme videli, v čase svojho vzniku ešte vedou 18. storočia.<…>Boj proti metodologickým princípom, na ktorých bola pôvodne budovaná experimentálna psychológia, sa začína už na prelome 20. storočia. Ide to v mnohých líniách, počas tohto zápasu opozícia jedného protikladu k druhému pokračuje. Racionalizmus (psychológia „čistého myslenia“ würzburskej školy a A. Binet: opäť Descartes proti Lockovi) je v protiklade k senzáciechtivosti rôzneho druhu, ktorá spočiatku dominuje vo fyziologickej psychológii; mechanistický atomizmus v psychológii - asociácia - celistvosť rôznych typov (holistická psychológia berlínskej školy, Lipska a pod.) a princíp činnosti ("apercepcia", "tvorivá syntéza" v; Leibniz proti Descartovi); naturalizmus fyziologický (v psychofyziológii) alebo biologický (Darwin, Spencer) - rôzne formy spiritualistickej "psychológie ducha" a idealistickej "sociálnej psychológie" (francúzska sociologická škola v psychológii). Ďalej sa objavujú nové rozpory: intelektualizmus – senzáciechtivý a racionalistický – začína byť proti rôznym formám iracionalizmu; k mysli, ktorú francúzska revolúcia 18. storočia zbožštila, - temné hlboké pohony, inštinkty. Napokon z rôznych strán začína boj proti najlepším pokrokovým aspektom karteziánskeho konceptu vedomia s jeho jasnými a zreteľnými znalosťami; proti nej sa na jednej strane presadzuje difúzna pocitová skúsenosť psychológie lipskej školy (K. Boehme a nemeckí mystici proti Descartovi); na druhej strane jej oponujú rôzne druhy psychológie nevedomia (psychoanalýza atď.). Proti nemu napokon, privádzajúca krízu do krajných hraníc, stojí behaviorálna psychológia, ktorá odmieta nielen špecifický koncept vedomia, ale aj psychiku ako celok: „Človek-stroj“ od J.O. La Mettrieho sa snaží prekonať všetky rozpory. ľudského ducha, úplne ho rušiac (reflex proti vedomiu, Descartes proti Descartovi).
Tento boj vo svojich hlavných tendenciách je bojom ideologickým, ale referenčné body pre tie špecifické formy, ktoré má v praxi psychologického výskumu, poskytujú rozpory medzi konkrétnym faktografickým materiálom, ktorý odhaľuje progresívny priebeh vedeckého psychologického výskumu, a tými metodologickými základmi z r. ktorá psychológia postupovala.
Boj vo všetkých týchto oblastiach, začínajúci na prelome 20. storočia, pokračuje v zahraničnej psychológii až do súčasnosti. Ale v rôznych obdobiach sú dominantné rôzne motívy. Tu treba rozlišovať predovšetkým obdobie pred rokom 1918 (do konca prvej svetovej vojny a víťazstva Veľkej socialistickej revolúcie v Rusku) a nasledujúce obdobie. V druhom z týchto období vstupuje psychológia do obdobia otvorenej krízy; najprv sa pripravuje. Už v prvom z týchto období sa začínajú formovať mnohé z trendov, ktoré sa stanú dominantnými v nasledujúcom období – a iracionálny intuicionizmus A. Bergsona a psychoanalýza S. Freuda a psychológia ducha V. Dilthey a pod., ale pre toto obdobie sú charakteristické najmä smery vedúce k boju proti senzáciechtivosti a čiastočne mechanistickému atomizmu asociatívnej psychológie, ktorý je spočiatku dominantným trendom v psychológii (G. Spencer, A. Bain - v Anglicku I. Ten, T. A. Ribot - vo Francúzsku, E. Muller, T. Ziegen - v Nemecku, M. M. Troitsky - v Rusku). V tomto období stále dominuje tendencia racionalistického idealizmu. V nasledujúcom období, v povojnových rokoch, ktoré sa pre psychológiu stali aj rokmi akútnej krízy, čoraz viac dominujú iracionalistické, mystické tendencie.
Antisenzualistické tendencie sú prvýkrát identifikované v súvislosti s formulovaním problému myslenia v psychológii - v najjemnejšej podobe u A. Bineta vo Francúzsku, u D. E. Moora a E. Avelinga v Anglicku, v najvyhrotenejšej idealistickej forme v Nemecku , medzi predstaviteľmi würzburskej školy, priamo ovplyvnený idealistickou filozofiou E. Husserla, vzkriesil platónsky idealizmus a „realizmus“ scholastickej filozofie. Würzburská škola buduje psychológiu myslenia na základe „experimentálneho sebapozorovania“. Jeho hlavným cieľom je ukázať, že myslenie je v podstate čisto duchovný akt, neredukovateľný na vnemy a nezávislý od zmyslovo vizuálnych obrazov; jeho jadrom je „zámer“ (orientácia) na ideálny objekt, hlavným obsahom je priame „uchopenie“ vzťahov. Würzburgovci teda oživujú myšlienky racionalistickej filozofie v rámci „experimentálnej psychológie“, podobne ako ich odporcovia realizujú princípy filozofie empirizmu. Oba smery zároveň pri všetkej antagonizme spája spoločný metafyzický prístup k otázke vzťahu myslenia a cítenia. Senzačná psychológia stojí na pozíciách vulgárneho metafyzického empirizmu, pre ktorý neexistuje prechod od senzácie k mysleniu. Čiže treba buď úplne poprieť kvalitatívnu špecifickosť myslenia, zredukovať myslenie na vnemy, alebo uvažovať o myslení izolovanom od vnemov. Formulácia problému myslenia v zmysle psychologického výskumu musí nevyhnutne viesť na tomto základe k racionalistickému protikladu myslenia k vnemom, vo všeobecnosti k zmyslovej vizualizácii.
Po boji proti senzualistickému princípu sa začína aj boj proti mechanisticko-atomistickému princípu asociatívnej psychológie, proti „psychológii prvkov“ a jej tendencii, inšpirovanej ideálmi mechanistickej prírodnej vedy, rozkladať všetky zložité formácie vedomia na prvkov a považovať ich za výsledok spájania, asociácie týchto prvkov. Aj W. Wundt sa snaží zohľadňovať kvalitatívnu originalitu celku vo vzťahu k prvkom, zavádza koncept apercepcie a tvorivej syntézy, ktorú stavia do protikladu s jednoduchou vonkajšou asociáciou. Experimentálne fakty nútia Wundta k tejto inovácii. Takže už prvé psychologické práce o sluchových vnemoch, menovite štúdie K. Stumpfa (1883), ukázali, že tóny, splývajúce a nielen navonok asociujúce, vytvárajú rôznorodé integrálne štruktúry, ktoré pôsobia ako nové špecifické vlastnosti, ktoré nemožno redukovať na vlastnosti ich zložiek.prvky. Potom to X. Ehrenfels (1890) ukázal na vizuálnych vnemoch a po prvýkrát zaviedol termín „Gestaltqualitat“ na označenie tejto špecifickej novej kvality celku. Následné štúdie o vnímaní hudobných tónov a množstvo ďalších štúdií odhalili rozsiahly faktografický materiál, ktorý nezapadal do rámca psychológie živlov a nútil ho prekračovať.
Toto prekračovanie hraníc mechanistickej psychológie prvkov sa dosahuje predovšetkým tým, že sa stavia proti mechanizmu asociácií rôznych foriem „tvorivej syntézy“ ako prejavov duchovnej činnosti (), „prechodných stavov vedomia“ (James), atď. V nasledujúcom povojnovom období krízy sa tá istá otázka integrálnych útvarov, ktoré nemožno zredukovať na súhrn prvkov, rieši na základe výrazne odlišných pozícií štruktúrneho formalizmu (Gestalt psychológia) a iracionálnej úplnosti (Lipská škola).
Boj proti asociáciám ako hlavnému vysvetľovaciemu princípu experimentálnej psychológie nachádza výraz aj v ďalšej veľmi symptomatickej tendencii – tendencii úplne opustiť vysvetľovanie zložitejších zmysluplných („duchovných“) duševných javov a obmedziť sa na opis foriem, v ktorých tieto duchovné javy sú dané („deskriptívna psychológia“).» V. Dilthea). Ale aj tieto tendencie (pozorované už Wundtom, ktorý stavia fyziologickú psychológiu proti historickej psychológii národov, ktorá študuje vyššie duchovné útvary – reč, myslenie a pod.) vystupujú do popredia už v nasledujúcich povojnových rokoch – v období krízy.
V rokoch po skončení prvej svetovej vojny naberá kríza akútne formy. Tak ako kríza vo fyzike, o ktorej písal V.I. Lenin v Materializme a empiriokritike, v matematike atď., je to kríza spojená s ideologickým bojom o metodologické základy vedy. Metodologické základy, na ktorých pôvodne bola postavená budova experimentálnej psychológie, sa rúcajú; v psychológii je čoraz rozšírenejšie odmietanie nielen experimentu, ale aj úloh vedeckého vysvetľovania vo všeobecnosti („chápanie psychológie“ od E. Sprangera); psychológiu zachváti vlna vitalizmu, mystiky, iracionalizmu. Inštinkt vychádzajúci z hĺbky organizmu (A. Bergson), „horme“ (W. MacDougall) vytláča intelekt. Ťažisko sa prenáša z vyšších historických foriem vedomia do jeho prehistorických, primitívnych, „hlbokých“ základov, z vedomia do nevedomého, inštinktívneho. Vedomie sa redukuje na úlohu maskovacieho mechanizmu, ktorý nemá skutočný vplyv na správanie riadené nevedomými pohonmi (). Spolu s tým mechanizmus naberá extrémne formy a dochádza k úplnému popretiu ľudskej psychiky a vedomia; ľudská činnosť sa redukuje na súbor nevedomých reflexných reakcií (psychológia správania). V psychológii národov a v doktríne osobnosti, v charakterológii sa v zahraničnej buržoáznej psychológii stávajú dominantnými reakčné rasové fatalistické teórie (E. Kretschmer, E. Jensch); v psychológii dieťaťa je rozšírená pedológia, v pedagogickej a všeobecne aplikovanej psychológii - testológia.<…>