Cмотрите так же...
Шпаргалки по философии для кандидатского минимума Часть 1
Философия и естествознание: концепции взаимоотношений (метафизическая, трансцендентальная, антиметафизическая, диалектическая).
Природа как объект философствования. Особенности познания природы.
Естествознание: его предмет, сущность, структура. Место естествознания в системе наук
Научная картина мира и её исторические формы. Естественнонаучная картина природы
Проблема объективности знания в современных естественных науках
Современная наука и изменение формирования мировоззренческих установок техногенной цивилизации
Взаимодействие естественных наук друг с другом. Науки о неживой природе и науки о живой природе
Конвергенция естественнонаучного и социально-гуманитарного знания в неклассической науке
Методы естествознания и их классификация.
Математика и естествознание. Возможности применения математики и компьютерного моделирования
Эволюция понятий пространства и времени в истории естествознания
Философия и физика. Эвристические возможности натурфилософии
Проблема дискретности материи
Идеи детерминизма и индетерминизма в естествознании
Принцип дополнительности и его философские интерпретации. Диалектика и квантовая механика
Антропный принцип. Вселенная как «экологическая ниша» человечества.
Проблема происхождения Вселенной. Модели Вселенной.
Проблема поиска внеземных цивилизаций как междисциплинарное направление научного поиска. Концепции ноокосмологии (И. Шкловский, Ф. Дрейк, К. Саган).
. Философские проблемы химии. Соотношение физики и химии.
. Проблема законов биологии
Эволюционная теория: ее развитие и философские интерпретации.
Философия экологии: предпосылки становления.
Этапы развития научной теории биосферы.
Взаимодействие человека и природы: пути его гармонизации.
Философия медицины и медицина как наука. Философские категории и понятия медицины
Проблема происхождения и сущности жизни в современной науке и философии
Понятие информации. Теоретико-информационный подход в современной науке.
Искусственный интеллект и проблема сознания в современной науке и философии
Кибернетика и общая теория систем, их связь с естествознанием.
Роль идей нелинейной динамики и синергетики в развитии современного естествознания.
Роль современного естествознания в преодолении глобальных кризисов.
Постнеклассическое естествознание и поиск нового типа рациональности. Исторически развивающиеся, человекоразмерные объекты, комплексные системы как объекты исследования в постнеклассическом естествознании
Этические проблемы современного естествознания. Кризис идеала ценностно-нейтрального научного исследования
Естествознание, технические науки и техника
All Pages

Методы естествознания и их классификация.

С появлением потребности получения знаний возникла потребность в анализе и оценке различных методов – т.е. в методологии.

Конкретные научные методы отражают тактику исследования, а общенаучные – стратегию.

Метод познания – способ организации средств, приемов теоретической и практической деятельности.

Метод является основным теоретическим инструментом получения и упорядочения научного знания.

Виды методов естествознания:

– общие (касаются любой науки) – единство логического и исторического, восхождение от абстрактного к конкретному;

– особенные (касаются только одной стороны изучаемого объекта) – анализ, синтез, сравнение, индукция, дедукция и др.;

– частные, которые действуют только в определенной области знаний.

Методы естествознания:

наблюдение – начальный источник информации, целенаправленный процесс восприятия предметов или явлений, используется там, где нельзя поставить прямой эксперимент, например в космологии (частные случаи наблюдения – сравнение и измерение);

анализ – основан на мысленном или реальном расчленении предмета на части, когда от цельного описания объекта переходят к его строению, составу, признакам и свойствам;

синтез – основан на соединении различных элементов предмета в единое целое и обобщении выделенных и изученных особенностей объекта;

индукция – состоит в формулировании логического умозаключения на основе обобщений данных эксперимента и наблюдений; логические рассуждения идут от частного к общему, обеспечивая лучшее осмысление и переход на более общий уровень рассмотрения проблемы;

дедукция – метод познания, состоящий в переходе от некоторых общих положений к частным результатам;

гипотеза – предположение, выдвигаемое для разрешения неопределенной ситуации, она призвана объяснить или систематизировать некоторые факты, относящиеся к данной области знания или находящиеся за ее пределами, но при этом не противоречить уже существующим. Гипотеза должна быть подтверждена или опровергнута;

метод сравнений – применяется при количественном сопоставлении исследуемых свойств, параметров объектов или явлений;

эксперимент – опытное определение параметров исследуемых объектов или предметов;

моделирование – создание модели интересующего исследователя предмета или объекта и проведение над ним эксперимента, наблюдения и дальнейшее наложение полученных результатов на изучаемый объект.

Общие методы познания касаются любой дисциплины и дают возможность соединить все этапы процесса познания. Эти методы используются в любой области исследования и позволяют выявлять связи и признаки исследуемых объектов. В истории науки исследователи к таким методам относят метафизический и диалектический методы. Частные методы научного познания – это методы, применяющиеся только в отдельной отрасли науки. Различные методы естествознания (физики, химии, биологии, экологии и т. д.) являются частными по отношению к общему диалектическому методу познания. Иногда частные методы могут использоваться за пределами тех отраслей естествознания, в которых они возникли. Например, физические и химические методы используются в астрономии, биологии, экологии. Часто исследователи применяют комплекс взаимосвязанных частных методов к изучению одного предмета. Например, экология одновременно пользуется методами физики, математики, химии, биологии. Частные методы познания связаны с особенными методами. Особенные методы исследуют определенные признаки изучаемого объекта. Они могут проявляться на эмпирическом и на теоретическом уровнях познания и быть универсальными.

Наблюдение представляет собой целенаправленный процесс восприятия предметов действительности, чувственное отражение объектов и явлений, в ходе которого человек получает первичную информацию об окружающем мире. Поэтому исследование чаще всего начинается с наблюдения, и лишь потом исследователи переходят к другим методам. Наблюдения не связаны с какой-либо теорией, но цель наблюдения всегда связана с некой проблемной ситуацией. Наблюдение предполагает наличие определенного плана исследования, предположение, подвергаемое анализу и проверке. Наблюдения используются там, где нельзя поставить прямой эксперимент (в вулканологии, космологии). Результаты наблюдения фиксируются в описании, отмечающем те признаки и свойства изучаемого объекта, которые являются предметом изучения. Описание должно быть максимально полным, точным и объективным. Именно описания результатов наблюдения составляют эмпирический базис науки, на их основе создаются эмпирические обобщения, систематизация и классификация.

Измерение – это определение количественных значений (характеристик) изучаемых сторон или свойств объекта с помощью специальных технических устройств. Большую роль в исследовании играют единицы измерения, с которыми сравниваются полученные данные.

Эксперимент – более сложный метод эмпирического познания по сравнению с наблюдением. Он представляет собой целенаправленное и строго контролируемое воздействие исследователя на интересующий объект или явление для изучения его различных сторон, связей и отношений. В ходе экспериментального исследования ученый вмешивается в естественный ход процессов, преобразует объект исследования. Специфика эксперимента состоит также в том, что он позволяет увидеть объект или процесс в чистом виде. Это происходит за счет максимального исключения воздействия посторонних факторов.

Абстрагирование – мысленное отвлечение от всех свойств, связей и отношений изучаемого объекта, которые считают несущественными. Таковы модели точки, прямой линии, окружности, плоскости. Результат процесса абстрагирования называется абстракцией. Реальные объекты в каких-то задачах могут быть заменены этими абстракциями (Землю при движении вокруг Солнца можно считать материальной точкой, но нельзя при движении по ее поверхности).

Идеализация представляет операцию мысленного выделения какого-то одного важного для данной теории свойства или отношения, мысленного конструирования объекта, наделенного этим свойством (отношением). В результате идеальный объект обладает только этим свойством (отношением). Наука выделяет в реальной действительности общие закономерности, которые существенны и повторяются в различных предметах, поэтому приходится идти на отвлечения от реальных объектов. Так образуются такие понятия, как «атом», «множество», «абсолютно черное тело», «идеальный газ», «сплошная среда». Полученные таким образом идеальные объекты в действительности не существуют, так как в природе не может быть предметов и явлений, имеющих только одно свойство или качество. При применении теории необходимо вновь сопоставить полученные и использованные идеальные и абстрактные модели с реальностью. Поэтому важны выбор абстракций в соответствии с их адекватностью данной теории и последующее исключение их.

Среди особенных универсальных методов исследований выделяют анализ, синтез, сравнение, классификацию, аналогию, моделирование.

Анализ – одна из начальных стадий исследования, когда от цельного описания объекта переходят к его строению, составу, признакам и свойствам. Анализ – метод научного познания, в основе которого лежит процедура мысленного или реального разделения объекта на составляющие его части и их отдельное изучение. Невозможно познать сущность объекта, только выделяя в нем элементы, из которых он состоит. Когда путем анализа частности исследуемого объекта изучены, он дополняется синтезом.

Синтез – метод научного познания, в основе которого лежит объединение выделенных анализом элементов. Синтез выступает не как метод конструирования целого, а как метод представления целого в форме единственных знаний, полученных с помощью анализа. Он показывает место и роль каждого элемента в системе, их связь с другими составными частями. Анализ фиксирует в основном то специфическое, что отличает части друг от друга, синтез – обобщает аналитически выделенные и изученные особенности объекта. Анализ и синтез берут свое начало в практической деятельности человека. Человек научился мысленно анализировать и синтезировать лишь на основе практического разделения, постепенно осмысливая то, что происходит с объектом при выполнении практических действий с ним. Анализ и синтез являются компонентами аналитико-синтетического метода познания.

Сравнение – метод научного познания, позволяющий установить сходство и различие изучаемых объектов. Сравнение лежит в основе многих естественнонаучных измерений, составляющих неотъемлемую часть любых экспериментов. Сравнивая объекты между собой, человек получает возможность правильно познавать их и тем самым правильно ориентироваться в окружающем мире, целенаправленно воздействовать на него. Сравнение имеет значение, когда сравниваются действительно однородные и близкие по своей сущности объекты. Метод сравнения выделяет отличия исследуемых объектов и составляет основу любых измерений, то есть основу экспериментальных исследований.

Классификация – метод научного познания, который объединяет в один класс объекты, максимально сходные друг с другом в существенных признаках. Классификация позволяет свести накопленный многообразный материал к сравнительно небольшому числу классов, типов и форм и выявить исходные единицы анализа, обнаружить устойчивые признаки и отношения. Как правило, классификации выражаются в виде текстов на естественных языках, схем и таблиц.

Аналогия – метод познания, при котором происходит перенос знания, полученного при рассмотрении какого-либо объекта, на другой, менее изученный, но схожий с первым по каким-то существенным свойствам. Метод аналогии основывается на сходстве предметов по ряду каких-либо признаков, причем сходство устанавливается в результате сравнения предметов между собой. Таким образом, в основе метода аналогии лежит метод сравнения.

Метод аналогии тесно связан с методом моделирования, который представляет собой изучение каких-либо объектов с помощью моделей с дальнейшим переносом полученных данных на оригинал. В основе этого метода лежит существенное сходство объекта-оригинала и его модели. В современных исследованиях используют различные виды моделирования: предметное, мысленное, символическое, компьютерное.

На свете есть вещи поважнее самых
прекрасных открытий - это знание
методов, которыми они были сделаны.
Г. В Лейбниц

Что такое метод? Чем различаются анализ и синтез, индукция и дедукция?

Урок-лекция

Что такое метод . Методом в науке называют способ построения знания, форму практического и теоретического освоения действительности. Фрэнсис Бэкон сравнивал метод со светильником, освещающим путнику дорогу в темноте: «Даже хромой, идущий по дороге, опережает того, кто идет без дороги». Правильно выбранный метод должен быть ясным, логичным, вести к определенной цели, давать результат. Учение о системе методов называют методологией.

Методы познания, которые используют в научной деятельности, - это эмпирические (практические, экспериментальные) - наблюдение, эксперимент и теоретические (логические, рациональные) - анализ, синтез, сравнение, классификация, систематизация, абстрагирование, обобщение, моделирование, индукция, дедукция. В реальном научном познании эти методы используют всегда в единстве. Например, при разработке эксперимента требуется предварительное теоретическое осмысление проблемы, формулирование гипотезы исследования, а после проведения эксперимента необходима обработка результатов с использованием математических методов. Рассмотрим особенности некоторых теоретических методов познания.

Например, всех учеников старших классов школы можно разделить на подклассы - «девушки» и «юноши». Можно выбрать и другой признак, например рост. В этом случае классификацию возможно проводить по-разному: например, выделить границу роста 160 см и классифицировать учеников на подклассы «низкие» и «высокие» или разбить шкалу роста на отрезки в 10 см, тогда классификация будет более детальная. Если сравнить результаты такой классификации по нескольким годам, это позволит эмпирическим путем установить тенденции в физическом развитии учеников.

КЛАССИФИКАЦИЯ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ . Классификация позволяет упорядочить исследуемый материал, группируя множество (класс) исследуемых объектов на подмножества (подклассы) в соответствии с выбранным признаком.

Классификация как метод может быть использована для получения новых знаний и даже служить основой для построения новых научных теорий. В науке обычно используют классификации одних и тех же объектов по разным признакам в зависимости от целей. Однако признак (основание для классификации) выбирается всегда один. Например, химики подразделяют класс «кислоты» на подклассы и по степени диссоциации (сильные и слабые), и по наличию кислорода (кислородсодержащие и бескислородные), и по физическим свойствам (летучие - нелетучие; растворимые - нерастворимые), и по другим признакам.

Классификация может изменяться в процессе развития науки. В середине XX в. исследование различных ядерных реакций привело к открытию элементарных (неделящихся) частиц. Первоначально их стали классифицировать по массе; так появились лептоны (мелкие), мезоны (промежуточные), барионы (крупные) и гипероны (сверхкрупные). Дальнейшее развитие физики показало, что классификация по массе имеет мало физического смысла, однако термины сохранились, в результате чего появились лептоны, значительно более массивные, чем барионы.

Классификацию удобно отражать в виде таблиц или схем (графов). Например, классификация планет Солнечной системы, представленная граф-схемой, может выглядеть так:

Обратите внимание на то, что планета Плутон в этой классификации представляет отдельный подкласс, не принадлежит ни к планетам земной группы, ни к планетам-гигантам. Это карликовая планета. Ученые отмечают, что Плутон по свойствам похож на астероид, каких может быть много на периферии Солнечной системы.

При изучении сложных систем природы классификация служит фактически первым шагом к построению естественно-научной теории. Следующим, более высоким уровнем является систематизация (систематика). Систематизация осуществляется на основе классификации достаточно большого объема материала. При этом выделяют наиболее существенные признаки, позволяющие представить накопленный материал как систему, в которой отражены все различные взаимосвязи между объектами. Она необходима в тех случаях, когда имеется многообразие объектов и сами объекты являются сложными системами. Результатом систематизации научных данных является систематика , или, иначе, таксономия. Систематика, как область науки, развивалась в таких областях знания, как биология, геология, языкознание, этнография.

Единицу систематики называют таксоном. В биологии таксоны - это, например, тип, класс, семейство, род, отряд и др. Они объединены в единую систему таксонов различного ранга по иерархическому принципу. Такая система включает описание всех существующих и вымерших организмов, выясняет пути их эволюции. Если ученые находят новый вид, то они должны подтвердить его место в общей системе. Могут быть внесены изменения и в саму систему, которая остается развивающейся, динамичной. Систематика позволяет легко ориентироваться во всем многообразии организмов - только животных известно около 1,5 млн видов, а растений - более 500 тыс. видов, не считая другие группы организмов. Современная биологическая систематика отражает закон Сент-Илера: «Все многообразие форм жизни формирует естественную таксономическую систему, состоящую из иерархических групп таксонов различного ранга».

ИНДУКЦИЯ И ДЕДУКЦИЯ . Путь познания, при котором на основе систематизации накопленной информации - от частного к общему - делают вывод о существующей закономерности, называют индукцией . Этот метод как метод изучения природы был разработан английским философом Фрэнсисом Бэконом. Он писал: «Надо брать как можно больше случаев - как таких, где исследуемое явление есть налицо, так и таких, где оно отсутствует, но где его можно было бы ожидать встретить; затем надо расположить их методически... и дать наиболее вероятное объяснение; наконец, постараться проверить это объяснение дальнейшим сравнением с фактами».

Индукция не единственный путь получения научного знания о мире. Если экспериментальная физика, химия и биология строились как науки в основном за счет индукции, то теоретическая физика, современная математика в своей основе имели систему аксиом - непротиворечивых, умозрительных, достоверных с точки зрения здравого смысла и уровня исторического развития науки утверждений. Тогда знание можно построить на этих аксиомах путем выведения умозаключений от общего к частному, перехода от предпосылки к следствиям. Этот метод называют дедукцией . Его развивал Рене Декарт - французский философ и ученый.

Ярким примером получения знания об одном предмете разными путями является открытие законов движения небесных тел. И. Кеплер на основе большого количества данных наблюдений за движением планеты Марс в начале XVII в. открыл методом индукции эмпирические законы движения планет в Солнечной системе. В конце этого же века Ньютон вывел дедуктивным путем обобщенные законы движения небесных тел на основе закона всемирного тяготения.

Портреты Ф. Бэкона и В. Ливанова в образе Ш. Холмса Почему портреты ученого и литературного героя расположены рядом?

В реальной исследовательской деятельности методы научных исследований взаимосвязаны.

• Пользуясь справочной литературой, найдите и выпишите определения следующих теоретических методов исследования: анализ, синтез, сравнение, абстрагирование, обобщение.
• Проведите классификацию и составьте схему известных вам эмпирических и теоретических методов научного познания.
• Согласны ли вы с точкой зрения французского писателя Вовнарта: «Ум не заменяет знания»? Ответ обоснуйте.

Невозмутимый строй во всем,

Созвучье полное в природе...

Ф.И. Тютчев

В самом общем и широком смысле слова под системным исследованием предметов и явлений окружающего нас мира понимают такой метод, пр котором они рассматриваются как части и элементы определенного целостного образования. Эти части или элементы, взаимодействуя друг с другом определяют новые, целостные свойства системы, которые отсутствую у отдельных ее элементов. Главное, что определяет систему, - это взаимосвязь и взаимодействие частей в рамках целого. Для системного исследования характерно именно целостное рассмотрение, установление взаимодействия составных частей или элементов совокупности, несводимост свойств целого к свойствам частей.

Учение о системах возникло в середине XIX в., но приобрело особенно важное значение в XX в. Его иначе называют еще «системным подходом»В к изучаемым объектам, или «системным анализом».

Система - эта такая совокупность элементов или частей, в которой существует их взаимное влияние и взаимное качественное преобразование С этой точки зрения современное естествознание приблизилось к тому чтобы стать настоящей системой, потому что все его части ныне находятс во взаимодействии. В нем все пропитано физикой и химией и в то же врем нет уже ни одной естественной науки в рафинированном, чистом виде.

Под системой понимают совокупность компонентов и устойчивых, повторяющихся связей между ними. Процесс системного рассмотрени объектов широко применяется в самых различных областях общественных естественных и технических наук, в практике социального планировани и управления в обществе, при решении комплексных социальных проблем при подготовке и реализации разнообразных целевых программ.

Основными свойствами систем являются следующие:

• - всеобщий характер, поскольку в качестве системы могут рассматриваться все без исключения предметы и явления окружающего мира;
• - не вещественность;
• - внутренняя противоречивость (конкретность и абстрактность, целостность и дискретность, непрерывность и прерывность);
• - способность к взаимодействию;
• - упорядоченность и целостность;
• - устойчивость и взаимообусловленность.

Способность процессов и явлений мира образовывать системы, наличие систем, системного строения материальной действительности и форм е познания получила название системности. Понятие системности отражае одну из характерных признаков действительности - способность вступат в такого рода взаимодействия, в результате которых образуются новы качества, не присущие исходным объектам взаимодействия.

Целостность, завершенность, тотальность, цельность и собственная закономерность вещи - на рубеже XIX и XX вв. стали употреблять эти понятия для того, чтобы рассматривать все вещи прежде всего в их первоначальн цельной взаимосвязи, в их структуре и, таким образом, отдать справедливость тому факту, что указание свойств составных частей никогда не сможет объяснить общего состояния или общего действия вещи; ибо отдельное «часть» может быть понята только вне целого, а целое, как учил Аристотель, больше суммы своих частей. Целое не «составлено» из частей - в не только различаются части, в каждой из которых действует целое, наприме организм - динамическая целостность.

Аддитивный (лат. - придаточный; букв. - получаемый путем сложения) и неаддитивный - понятия, отражающие типы соотношений между целым и составляющими его частями (часть и целое). Отношение аддитивности часто выражают в виде: «целое равно сумме частей»; отношение неаддитивности: «целое больше суммы частей» (супераддитивность) «целое меньше суммы частей» (субаддитивность). У всякого материального объекта имеются аддитивные свойства, в частности масса физической системы равна сумме масс частей системы. Однако многие свойств сложных объектов являются неаддитивными, т.е. не сводимыми к свойствам частей. В методологическом плане принцип аддитивности предполагает возможность исчерпывающего объяснения свойств целого из свойст частей (или, наоборот, свойств частей из свойств целого), тогда как принципы неаддитивности, исключая такую возможность, требуют применения иных оснований для объяснения свойств целого (соответственно -В свойств частей).

Термин «интегративность» часто используется как синоним целостности. Тем не менее при его употреблении обычно подчеркивают интерес не к внешним факторам проявления целостности, а к более глубоким причинам формирования этого свойства и, самое главное, к его сохранению Поэтому интегративными называют системообразующие, системосохраняющие факторы, наиболее важными среди которых являются неоднородность и противоречивость их элементов.

Закономерность, именуемая как коммуникативность, проявляется том, что любая система не изолирована и связана множеством коммуникаци со средой, которая не однородна, а представляет собой сложное образование, содержит надсистему или даже надсистемы, задающие требовани и ограничения исследуемой системы, подсистемы и системы одного уровн с рассматриваемой.

Система - это множество объектов вместе с отношениями между объектами, между их свойствами, которые взаимодействуют между собой таким образом, что обусловливают возникновение новых, целостных, системны свойств. Для лучшего понимания природы систем рассмотрим их строение структуру и классификацию.

Строение системы характеризуется теми компонентами, из которых она образована. Такими компонентами являются: подсистемы, части ил элементы системы. Подсистемы составляют наибольшие части системы которые обладают определенной автономностью, но в то же время он подчинены и управляются системой. Элементами называют наименьши единицы системы.

Структурой системы называют совокупность тех специфических взаимосвязей и взаимодействий, благодаря которым возникают новые целостные свойства, присущие только системе и отсутствующие у отдельных ее компонентов.

Классификация систем может производиться по самым разным основаниям деления. Прежде всего все системы можно разделить на материальные и идеальные. К материальным системам относится подавляющее большинство систем неорганического, органического и социального характера. Материальными системами называют их потому, что их содержани и свойства не зависят от познающего субъекта. Содержание и свойств идеальных систем зависят от субъекта. Наиболее простой классификацие систем является их деление на статические и динамические. Среди динамических систем обычно выделяют детерминистские и вероятностны системы. Такая классификация основывается на характере предсказани динамики поведения систем. По характеру взаимодействия с окружающе средой различают системы открытые и закрытые. Обычно выделяют т системы, с которыми данная система взаимодействует непосредственн и которые называют окружением или внешней средой системы. Все реальные системы в природе и обществе являются, как мы уже знаем, открытыми и, следовательно, взаимодействующими с окружением путем обмен веществом, энергией и информацией. Системы классифицируют такж на простые и сложные. Простыми системами называют системы с небольшим числом переменных, и взаимоотношения между которыми поддаютс математической обработке и выведению универсальных законов. Сложна система состоит из большого числа переменных и большого количеств связей между ними. Сложная система имеет свойства, которых нет у е частей и которые являются следствием эффекта целостности системы.

Среди всех сложных систем наибольший интерес представляют системы с так называемой обратной связью. Пример - падение камня и кошки Камень индифферентен по отношению к нам, а кошка нет. В систем «кошка - человек» имеется обратная связь - между воздействием и е реакцией, которой нет в системе камень - человек.

Если поведение системы усиливает внешнее воздействие - это называется положительной обратной связью , если же уменьшает - то отрицательной обратной связью. Особый случай представляют гомеостатические обратные связи , которые действуют, чтобы свести внешнее воздействие к нулю. Пример: температура тела человека, которая остается постоянной благодаря гомеостатическим обратным связям.

Механизм обратной связи призван сделать систему более устойчивой, надежной и эффективной. В техническом, функциональном смысле понятие обратной связи означает, что часть выходной энергии аппарата ил машины возвращается на вход. Механизм обратной связи делает систем принципиально иной, повышая степень ее внутренней организованност и давая возможность ее самоорганизации в данной системе.

Наличие механизма обратной связи позволяет сделать заключение о том, что система преследует какие-то цели, т.е. что ее поведение целесообразно. Всякое целенаправленное поведение требует отрицательно обратной связи. Научное понимание целесообразности строилось на обнаружении в изучаемых предметах объективных механизмов целеполагания.

Возникновение и применение системного метода в науке знаменует значительно возросшую зрелость современного этапа его развития.

Преимуществами и перспективами системного метода исследования являются следующие:

• 1. Системный метод дает возможность раскрыть более глубокие закономерности, присущие широкому классу взаимосвязанных явлений. Предмет этой теории составляет установление и вывод тех принципов, которы справедливы для систем в целом.
• 2. Фундаментальная роль системного метода заключается в том, чт с его помощью достигается наиболее полное выражение единства научног знания. Это единство проявляется, с одной стороны, во взаимосвязи различных научных дисциплин, которая выражается в возникновении новы дисциплин на «стыке» старых (физическая химия, химическая физика биофизика, биохимия, биогеохимия и др.), а с другой стороны - в появлении междисциплинарных направлений исследования (кибернетика, синергетика, экология и т.п.).
• 3. Единство, которое выявляется при системном подходе к науке, заключается прежде всего в установлении связей и отношений между самым различными по сложности организации, уровню познания и целостности охвата системами, с помощью которых отображаются рост и развитие нашего знания о природе. Чем обширнее система, чем сложнее он по уровню познания и структурной организации, тем больший круг явлений она в состоянии объяснить. Таким образом, единство знания находитс в прямой зависимости от его системности.
• 4. С позиций системности, единства и целостности научного знани становится возможным правильно подойти к решению таких проблем, ка редукция, или сведение одних теорий естествознания к другим, синтез, ил объединение кажущихся далекими друг от друга теорий, их подтверждени и опровержение данными наблюдений и экспериментов.
• 5. Системный подход в корне подрывает прежние представления о естественно-научной картине мира, когда природа рассматривалась как проста совокупность различных процессов и явлений, а не тесно взаимосвязанны и взаимодействующих систем, различных как по уровню своей организации, так и по сложности.

Системный подход исходит из того, что система как целое возникает не каким-то мистическим и иррациональным путем, а в результате конкретного, специфического взаимодействия вполне определенных реальных частей. Вследствие такого взаимодействия частей и образуются новы интегральные свойства системы.

Итак, процесс познания природных и социальных систем может быть успешным только тогда, когда в них части и целое будут изучаться не в противопоставлении, а во взаимодействии друг с другом, анализ сопровождаться синтезом.

Вместе с тем представляются ошибочными взгляды сторонников философского учения холизма (греч . «Ьокхз» - целое), которые считают, что целое всегда предшествует частям и всегда важнее частей. В применени к социальным системам такие принципы обосновывают подавление личности обществом, игнорирование его стремления к свободе и самостоятельности. На первый взгляд может показаться, что концепция холизма о приоритете целого над частью согласуется с принципами системного метода который также подчеркивает большое значение идей целостности, интеграции и единства в познании явлений и процессов природы и общества Но при более внимательном знакомстве оказывается, что холизм чрезмерно преувеличивает роль целого в сравнении с частью, значение синтез по отношению к анализу. Поэтому он является такой же односторонне концепцией, как атомизм и редукционизм. Системный метод избегает эти крайностей в познании мира. Именно вследствие взаимодействия часте образуются новые интегральные свойства системы. Но вновь возникша целостность, в свою очередь, начинает оказывать воздействие на части, подчиняя их функционирование задачам и целям единой целостной системы.

РАЗВИТИЕ НАУЧНОГО ЗНАНИЯ

Процесс научного познания в самом общем виде представ­ляет собой решение различного рода задач, возникающих в ходе практической деятельности. Решение возникающих при этом проблем достигается путем использования особых прие­мов (методов), позволяющих перейти от того, что уже извест­но, к новому знанию. Такая система приемов обычно и назы­вается методом. Метод есть совокупность приемов и операций практического и теоретического познания действительности.

МЕТОДЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ

Каждая наука использует различные методы, которые за­висят от характера решаемых в ней задач. Однако своеобразие научных методов состоит в том, что они относительно незави­симы от типа проблем, но зато зависимы от уровня и глубины научного исследования, что проявляется прежде всего в их ро­ли в научно-исследовательских процессах. Иными словами, в каждом научно-исследовательском процессе меняется сочета­ние методов и их структура. Благодаря этому возникают осо­бые формы (стороны) научного познания, важнейшими из ко­торых являются эмпирическая, теоретическая и производст­венно-техническая.

Эмпирическая сторона предполагает необходимость сбора 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.

Производственно-техническая сторона проявляет себя как непосредственная производственная сила общества, проклады­вая путь развитию техники, но это уже выходит за рамки собст­венно научных методов, так как носит прикладной характер.

Средства и методы познания соответствуют рассмотренной выше структуре науки, элементы которой 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 опытные данные. То и другое вместе осуществляет проверку познанного на практике.

В основе методов естествознания лежит единство его эмпи­рической и теоретической сторон. Они взаимосвязаны и обу­словливают друг друга. Их разрыв, или преимущественное развитие одной за счет другой, закрывает путь к правильному познанию природы - теория становится беспредметной, опыт -

Методы естествознания могут быть подразделены на сле­дующие группы: ,

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

2. 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, поэтому в рамках нашего курса необходимо более подробно рассмотреть их сущность.

Наблюдение - это целенаправленный строгий процесс вос­приятия предметов действительности, которые не должны быть изменены. 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, то есть активностью по от­ношению к нему. 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. Расчленение имеет целью переход от изу­чения целого к изучению его частей и осуществляется путем абстра­гирования от связи частей друг с другом.

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 аналитически выделенных и изученных 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.

Непосредственной основой индуктивного умозаключения является повторяемость признаков в ряду предметов опреде­ленного класса. Заключение по индукции представляет собой вывод об общих свойствах всех предметов, относящихся к данному классу, 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 представля- ^ ет собой лишь способ логического развертывания системы по- | ложений на базе исходного знания, способ выявления кон­кретного содержания общепринятых посылок.

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.

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 фаль-сифицируемости и верифицируемости. Фальсификация- про­цедура, устанавливающая ложность гипотезы в результате экспериментальной или теоретической проверки. Требование фальсифнцируемости 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 верифици-руемость, основанная на логических выводах из прямо вери­фицированных фактов.

3. 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.

Наши представления о сущности науки не будут полными, если мы не рассмотрим вопрос о причинах, ее породивших. Здесь мы сразу сталкиваемся с дискуссией о времени возникно­вения науки.

Когда и почему возникла наука? Существуют две крайние точки зрения по этому вопросу. Сторонники одной объявляют научным всякое обобщенное абстрактное знание и относят возникновение науки к той седой древности, когда человек стал делать первые орудия труда. Другая крайность - отнесе­ние генезиса (происхождения) науки к тому сравнительно позднему этапу истории (XV - XVII вв.), когда появляется опытное естествознание.

Современное науковедение пока не дает однозначного от­вета на этот вопрос, так как рассматривает саму науку в не­скольких аспектах. Согласно основным точкам зрения наука -это совокупность знаний и деятельность по производству этих знаний; форма общественного сознания; социальный институт;

непосредственная производительная сила общества; система профессиональной (академической) подготовки и воспроизвод­ства кадров. Мы уже называли и довольно подробно говорили об этих сторонах науки. В зависимости от того, какой аспект мы будем принимать во внимание, мы получим разные точки отсчета развития науки:

Наука как система подготовки кадров существует с сере­дины XIX в.;

Как непосредственная производительная сила - со второй половины XX в.;

Как социальный институт - в Новое время; /У^>

Как форма общественного сознания - в Древней Греции;

Как знания и деятельность по производству этих знаний -с начала человеческой культуры.

Разное время рождения имеют и различные конкретные науки. Так, античность дала миру математику, Новое время -современное естествознание, в XIX в. появляется общество-знание.

Для того чтобы понять этот процесс, нам следует обра­титься к истории.

Наука - это сложное многогранное общественное явле­ние: вне общества наука не может ни возникнуть, ни разви­ваться. Но наука появляется тогда, когда для этого создаются особые объективные условия: более или менее четкий соци­альный запрос на объективные знания; социальная возмож­ность выделения особой группы людей, чьей главной задачей становится ответ на этот запрос; начавшееся разделение тру­да внутри этой группы; накопление знаний, навыков, позна­вательных приемов, способов символического выражения и передачи информации (наличие письменности), которые и подготавливают революционный процесс возникновения и распространения нового вида знания - объективных обще­значимых истин науки.

Совокупность таких условий, а также появление в культуре человеческого общества самостоятельной сферы, отвечающей критериям научности, складывается в Древней Греции в VII-VI вв. до н.э.

Чтобы доказать это, необходимо соотнести критерии науч­ности с ходом реального исторического процесса и выяснить, с какого момента начинается их соответствие. Напомним крите­рии научности: наука - это не просто совокупность знаний, но и деятельность по получению новых знаний, что предполагает существование особой группы людей, специализирующейся на этом, соответствующих организации, координирующих иссле­дования, а также наличие необходимых материалов, техноло­гий, средств фиксации информации (1); теоретичность - по­стижение истины ради самой истины (2); рациональность (3), системность (4).

Прежде чем говорить о великом перевороте в духовной жизни общества - появлении науки, происшедшем в Древней Греции, необходимо изучить ситуацию на Древнем Востоке, традиционно считающемся историческим центром рождения цивилизации и культуры

Некоторые из / положений в системе собственных оснований классической фи­зики считались истинными лишь благодаря тем гносеологиче­ским предпосылкам, которые допускались как естественные в физике XVII - XVIII вв В классической механике различные тела рассматривались в качестве материальных точек, на ко­торые оказывалось силовое воздействие, причем такая идеа­лизация применялась и в отношении планет при описании их вращения вокруг Солнца Широко использовалось понятие абсолютно твердого, недеформируемого тела, которое оказа­лось пригодным для решения некоторых задач В ньютониан-ской физике пространство и время рассматривались как абсо­лютные сущности, независимые от материи, как внешний фон, на котором развертывались все процессы В понимании строения вещества широко использовалась атомистическая гипотеза, но атомы рассматривались как неделимые, наде­ленные массой бесструктурные частицы, аналогичные мате­риальным точкам.

Хотя все эти допущения были результатом сильных идеа­лизации реальности, они позволяли абстрагироваться от мно­гих других свойств объектов, несущественных для решения оп­ределенного рода задач, а потому были вполне оправданы в физике на том этапе ее развития Но когда эти идеализации распространялись за сферу их возможного применения, это приводило к противоречию в существующей картине мира, в которую не укладывались многие факты и законы волновой оптики, теорий электромагнитных явлений, термодинамики, химии, биологии и т.д.

Поэтому очень важно понимать, что нельзя абсолютизиро­вать гносеологические предпосылки. В обычном, плавном разви­тии науки их абсолютизация бывает не очень заметна и не сли­шком мешает Но когда наступает этап революции в науке, появляются новые теории, которые требуют совершенно новых гносеологических предпосылок, часто несовместимых с гносеологическими предпосылками старых теории Так, вы­шеперечисленные принципы классической механики были ре­зультатом принятия крайне сильных гносеологических пред­посылок, которые на том уровне развития науки казались оче­видными Все эти принципы были и остаются истинными, ко­нечно, при вполне определенных гносеологических предпо­сылках, при определенных условиях проверки их истинности. Иначе говоря, при определенных гносеологических предпо­сылках и определенном уровне практики эти принципы были, есть и будут всегда истинными. Это же говорит о том, что нет абсолютной истины Истинность всегда зависит от гносеоло­гических предпосылок, которые не являются раз и навсегда данными и неизменными.

В качестве примера возьмем современную физику, для ко­торой верны новые принципы, в корне отличные от классиче­ских: принцип конечной скорости распространения физиче­ских взаимодействий, не превышающий скорость света в ва­кууме, принцип взаимосвязи наиболее общих физических свойств (пространства, времени, тяготения и т.д.), принципы относительности логических оснований теорий Эти принципы основаны на качественно иных гносеологических предпосыл­ках, чем старые принципы, они логически несовместны В этом случае нельзя утверждать, что если истинны новые принципы, то старые ложны, и наоборот При разных гносеологических предпосылках могут быть истинными и старые, и новые прин­ципы одновременно, но области применения этих принципов будут различны. Такая ситуация на самом деле имеет место в естествознании, благодаря чему истинны как старые теории (например, классическая механика), так и новые (например, релятивистская механика, квантовая механика и т.д.).

НОВЕЙШАЯ РЕВОЛЮЦИЯ В НАУКЕ

Толчком, началом новейшей революции в естествознании, приведшей к появлению современной науки, был целый ряд ошеломляющих открытий в физике, разрушивших всю карте-зианско-ньютоновскую космологию. Сюда относятся откры-тие электромагнитных волн Г. Герцем, коротковолнового электромагнитного излучения К. Рентгеном, радиоактивности А. Беккерелем, электрона Дж. Томсоном, светового давления П.Н.Лебедевым, введение идеи кванта М. Планком, создание теории относительности А. Эйнштейном, описание процесса радиоактивного распада Э.Резерфордом. В 1913 - 1921 гг. на основе представлений об атомном ядре, электронах и квантах Н. Бор создает модель атома, разработка которой ведется в соответствии с периодической системой элементов Д.И. Мен­делеева. Это - первый этап новейшей революции в физике и во всем естествознании. Он сопровождается крушением прежних представлений о материи и ее строении, свойствах, формах движения и типах закономерностей, о пространстве и времени. Это привело к кризису физики и всего естествознания, являв­шегося симптомом более глубокого кризиса метафизических философских оснований классической науки.

Второй этап революции начался в середине 20-х гг. XX века и связан с созданием квантовой механики и сочетанием ее с теорией относительности в новой квантово-релятивистскоЙ физической картине мира.

На исходе третьего десятилетия XX века практически все главнейшие постулаты, ранее выдвинутые наукой, оказались опровергнутыми. В их число входили представления об атомах как твердых, неделимых и раздельных «кирпичиках» материи, о времени и пространстве как независимых абсолютах, о стро­гой причинной обусловленности всех явлений, о возможности объективного наблюдения природы.

Предшествующие научные представления были оспорены буквально со всех сторон. Ньютоновские твердые атомы, как ныне выяснилось, почти целиком заполнены пустотой. Твер­дое вещество не является больше важнейшей природной суб­станцией. Трехмерное пространство и одномерное время пре­вратились в относительные проявления четырехмерного про­странственно-временного континуума. Время течет по-разному для тех, кто движется с разной скоростью. Вблизи тяжелых предметов время замедляется, а при определенных обстоятель­ствах оно может и совсем остановиться. Законы Евклидовой геометрии более не являются обязательными для природоустройства в масштабах Вселенной. Планеты движутся по своим орбитам не потому, что их притягивает к Солнцу некая сила, действующая на расстоянии, но потому, что само пространст­во, в котором они движутся, искривлено. Субатомные феноме­ны обнаруживают себя и как частицы, и как волны, демонст­рируя свою двойственную природу. Стало невозможным од­новременно вычислить местоположение частицы и измерить ее ускорение. Принцип неопределенности в корне подрывал и вытеснял собой старый лапласовский детерминизм. Научные наблюдения и объяснения не могли двигаться дальше, не за­тронув природы наблюдаемого объекта. Физический мир, увиденный глазами физика XX века, напоминал не столько ог­ромную машину, сколько необъятную мысль.

Началом третьего этапа революции были овладение атом­ной энергией в 40-е годы нашего столетия и последующие ис­следования, с которыми связано зарождение электронно-вычислительных машин и кибернетики. Также в этот период наряду с физикой стали лидировать химия, биология и цикл наук о Земле. Следует также отметить, что с середины XX века наука окончательно слилась с техникой, приведя к современ­ной научно-технической революции.

Квантово -релятивистская научная картина мира стала пер­вым результатом новейшей революции в естествознании.

Другим результатом научной революции стало утвержде­ние неклассического стиля мышления- Стиль научного мыш­ления - принятый в научной среде способ постановки научных проблем, аргументации, изложения научных результатов, про­ведения научных дискуссий и т.д. Он регулирует вхождение новых идей в арсенал всеобщего знания, формирует соответст­вующий тип исследователя. Новейшая революция в науке при­вела к замене созерцательного стиля мышления деятельност-ным. Этому стилю свойственны следующие черты:

1. Изменилось понимание предмета знания: им стала теперь не реальность в чистом виде, фиксируемая живым созерцани­ем, а некоторый ее срез, полученный в результате определен­ных теоретических и эмпирических способов освоения этой реальности.

2. Наука перешла от изучения вещей, которые рассматри­вались как неизменные и способные вступать в определенные связи, к изучению условий, попадая в которые вещь не просто ведет себя определенным образом, но только в них может быть или не быть чем-то. Поэтому современная научная теория на­чинается с выявления способов и условий исследования объекта.

3. Зависимость знаний об объекте от средств познания и соответствующей им организации знания определяет особую роль прибора, экспериментальной установки в современном научном познании. Без прибора нередко отсутствует сама воз­можность выделить предмет науки (теории), так как он выде­ляется в результате взаимодействия объекта с прибором.

4. Анализ лишь конкретных проявлений сторон и свойств объекта в различное время, в различных ситуациях приводит к объективному «разбросу» конечных результатов исследования. Свойства объекта также зависят от его взаимодействия с при­бором. Отсюда вытекает правомерность и равноправие раз­личных видов описания объекта, различных его образов. Если классическая наука имела дело с единым объектом, отобра­жаемым единственно возможным истинным способом, то со­временная наука имеет дело с множеством проекций этого объекта, но эти проекции не могут претендовать на закончен­ное всестороннее его описание.

5. Отказ от созерцательности и наивной реалистичности ус­тановок классической науки привел к усилению математиза­ции современной науки, сращиванию фундаментальных и при­кладных исследований, изучению крайне абстрактных, абсо­лютно неведомых ранее науке типов реальностей - реально­стей потенциальных (квантовая механика) и виртуальных (физика высоких энергий), что привело к взаимопроникнове­нию факта и теории, к невозможности отделения эмпирическо­го от теоретического.

Современную науку отличает повышение уровня ее абст­рактности, утрата наглядности, что является следствием мате­матизации науки, возможности оперирования высокоабст­рактными структурами, лишенными наглядных прообразов.

Изменились также логические основания науки. Наука ста­ла использовать такой логический аппарат, который наиболее приспособлен для фиксации нового деятельностного подхода к анализу явлений действительности. С этим связано использо­вание неклассических (неаристотелевских) многозначных логик, ограничения и отказы от использования таких классических логических приемов, как закон исключенного третьего.

Наконец, еще одним итогом революции в науке стало раз­витие биосферного класса наук и новое отношение к феномену жизни. Жизнь перестала казаться случайным явлением во Все­ленной, а стала рассматриваться как закономерный результат саморазвития материи, также закономерно приведший к воз­никновению разума. Науки биосферного класса, к которым относятся почвоведение, биогеохимия, биоценология, биогео­графия, изучают природные системы, где идет взаимопроник­новение живой и неживой природы, то есть происходит взаи­мосвязь разнокачественных природных явлений. В основе био­сферных наук лежит естественноисторическая концепция, идея всеобщей связи в природе. Жизнь и живое понимаются в них как существенный элемент мира, действенно формирующий этот мир, создавший его в нынешнем виде.

ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ

Современная наука - это наука, связанная с квантово-релятивистской картиной мира. Почти по всем своим характе­ристикам она отличается от классической науки, поэтому со­временную науку иначе называют неклассической наукой. Как качественно новое состояние науки она имеет свои особенности.

1. Отказ от признания классической механики в качестве ведущей науки, замена ее квантово-релятивистскими теориями привели к разрушению классической модели мира-механизма. Ее сменила модель мира-мысли, основанная на идеях всеобщей связи, изменчивости и развития.

Механистичность и метафизичность классической науки: сменились новыми диалектическими установками:

: - классический механический детерминизм, абсолютно ис­ключающий элемент случайного из картины мира, сменился современным вероятностным детерминизмом, предполагаю­щим вариативность картины мира;

Пассивная роль наблюдателя и экспериментатора в клас­сической науке сменилась новым деятельностным подходом, признающим непременное влияние самого исследователя, при­боров и условий на проводимый эксперимент и полученные в ходе него результаты;

Стремление найти конечную материальную первооснову мира сменилось убеждением в принципиальной невозможно­сти сделать это, представлением о неисчерпаемости материи вглубь;

Новый подход к пониманию природы познавательной деятельности основывается на признании активности исследо­вателя, не просто являющегося зеркалом действительности, но действенно формирующего ее образ;

Научное знание более не понимается как абсолютно дос­товерное, но только как относительно истинное, существую­щее в множестве теорий, содержащих элементы объективно-истинного знания, что разрушает классический идеал точного и строгого (количественно неограниченно детализируемого) знания, обусловливая неточность и нестрогость современной науки.

2. Картина постоянно изменяющейся природы преломляет­ся в новых исследовательских установках:

Отказ от изоляции предмета от окружающих воздействий, что было свойственно классической науке;

Признание зависимости свойств предмета от конкретной ситуации, в которой он находится;

Системно-целостная оценка поведения предмета, которое признается обусловленным как логикой внутреннего измене­ния, так и формами взаимодействия с другими предметами;

Динамизм - переход от исследования равновесных струк­турных организаций к анализу неравновесных, нестационар­ных структур, открытых систем с обратной связью;

Антиэлементаризм - отказ от стремления выделить эле­ментарные составляющие сложных структур, системный ана­лиз динамически действующих открытых неравновесных систем.

3. Развитие биосферного класса наук, а также концепции самоорганизации материи доказывают неслучайность появле­ния Жизни и Разума во Вселенной; это на новом уровне воз­вращает нас к проблеме цели и смысла Вселенной, говорит о запланированном появлении разума, который полностью про­явит себя в будущем.

4. Противостояние науки и религии дошло до своего логиче­ского конца. Без преувеличения можно сказать, что наука стала религией XX века. Соединение науки с производством, научно-техническая революция, начавшаяся с середины столетия, казалось, предъявили ощутимые доказательства ведущей роли науки в обществе. Парадокс заключался в том, что именно.этому ощутимому свидетельству суждено было оказаться ре­шающим в достижении обратного эффекта.

Интерпретацию полученных данных. Наблюдение всегда осуществляется в рамках какой-либо научной теории с целью ее подтверждения или опровержения. Таким же всеобщим методом научного познания является эксперимент, когда в искусственных условиях воспроизводятся условия естественные. Неоспоримым достоинством эксперимента является то, что его можно неоднократно повторять, каждый раз вводя новые и новые...

Но, как показал Гедель, в теории всегда останется неформализуемый остаток, т. е. ни одна теория не может быть полностью формализована. Формальный метод–даже при последовательном его проведении–не охватывает всех проблем логики научного познания (на что уповали логические позитивисты). 2. Аксиоматический метод–способ построения научной теории, при котором в ее основу кладутся некоторые 1гсходые...

2. Структурные уровни организации материи и структура естествознания

Важнейшими свойствами материи являются структурность и системность. Материя структурирована определенным образом на всех масштабно-временных уровнях: от элементарных частиц до Вселенной в целом. Системность означает упорядоченность множества связанных друг с другом элементов, обладающих целостностью по отношению к другим объектам или внешним условиям. Таким образом, система характеризуется внутренними связями более сильными, чем связи с окружающей средой.

Отсюда вытекает необходимость не просто систематизировать, классифицировать различные объекты природы, но и изучать связи между ними, или взаимодействия. Наиболее интересными с принципиальной точки зрения являются так называемые фундаментальные взаимодействия, лежащие в основе всего многообразия видимых и известных науке сил действия одного тела на другое. Каждому из них соответствует свое физическое поле. Их число невелико (в настоящее время три: гравитационное, электрослабое и сильное), и есть надежда, что в результате создания общей теории (суперобъединения) их можно будет свести к одной Универсальной Силе Природы. Эта глобальная проблема стоит на повестке дня со времен А. Эйнштейна, гения которого не хватило для ее решения, хотя он и потратил на это около 30 последних лет жизни. Надежды на такую возможность связаны с тем, что уже существует один универсальный подход к описанию всех видов фундаментальных взаимодействий, а именно, квантово-полевой. Схематически любое взаимодействие двух частиц (тел) в вакууме (т.е. без каких-либо передающих сред) можно описать как обмен этих частиц квантами соответствующего поля, испускаемых одной из них и поглощаемой другой. При этом кванты поля, распространяясь с конечной скоростью (в вакууме со скоростью света), переносят энергию и импульс, что ощущается частицами, поглощающими их, как действие силы. В связи с конечной скоростью распространения квантов поля в пространстве утвердилась концепция «близкодействия». Это означает, что любое действие, любая информация передается от одного тела к другому не мгновенно, а последовательно от точки к точке с конечной скоростью. Господствовавшая до этого противоположная точка зрения – «дальнодействие» – интуитивно, a priori предполагавшая, что информация о положении любой частицы и ее положении распространяется по всей Вселенной мгновенно, не выдержала испытаний опытом и представляет сейчас только историческую ценность.

Частицам присуща масса покоя, в то время как кванты поля ее не имеют. Частицы локализованы в той или иной области пространства, а поля распределены в нем. Но при этом и те и другие одновременно обладают и свойствами волн и свойствами частиц (так называемый «корпускулярно-волновой дуализм»). Возможность превращений вещество - поле - вещество в мире элементарных частиц отражает внутреннее единство материи.

Структура естествознания. Наиболее важные структурные единицы материи можно выстроить в ряд согласно их характерным размерам. Здесь важно понять, что речь идет лишь о порядках величин, характеризующих протяженность типичного представителя в пространстве и продолжительность типичных процессов в нем. Несмотря на общеметодологическое единство естествознания (см. следующий модуль) при изменении характерных размеров и времен на колоссальное число порядков величин возникает необходимость вырабатывать специфические приемы исследования и анализа. Укрупненно и очень условно (в смысле положения границ) природу можно разбить на три «этажа» (или «мира»): микро-, макро- и мега- .

Первый – это мир элементарных частиц, фундаментальных полей и систем, содержащих небольшое число таких частиц. Это - корни естествознания, и в них сосредоточены наиболее принципиальные проблемы мироздания. Макромир - это привычный нам уровень окружающих нас предметов и явлений. Даже он кажется огромным и чрезвычайно разнообразным, хотя это всего лишь небольшая часть природы. Наконец, мегамир составляют объекты, сопоставимые по размерам с Вселенной, размеры которой пока не установлены даже по порядку величины. Более детальное и тоже весьма условное деление этих уровней привело к появлению соответствующих наук в естествознании: физика, химия, биология и т.д. Каждая из них содержит около сотни еще более узких конкретных дисциплин (например, механика, термодинамика, органическая химия, зоология, ботаника, физиология растений и т.д.). Существуют и междисциплинарные разделы науки, например, синергетика (от греческого слова совместный, согласованно действующий) – теория самоорганизации в открытых неравновесных системах, охватывающая все уровни структуры материи и рассматривающая природу как комплексную самоорганизующуюся систему.

Макромир доступен прямому наблюдению, события в нем привычны нам, мы контактируем и взаимодействуем с ним каждый момент времени. Он изучается человеком много тысячелетий и знания о нем имеют прямую практическую полезность. Тем не менее, и в нем существует множество не разгаданных загадок природы и в этой области неуки продолжает трудиться подавляющая часть современных ученых.

Явления в микро- и мегамирах практически не проявляются на бытовом уровне, поэтому множество людей и не подозревают об их существовании. Другим кажется, что в практическом смысле они не имеют никакого значения. Отчасти эту точку зрения можно понять, поскольку действительно, не только влияние, но и само существование элементарных частиц или, скажем, черных дыр в глубинах Вселенной, невозможно установить без сложных приборов. Даже качественные представления о них невозможно вывести из бытового опыта, по аналогии с известными макроскопическими событиями. Тем не менее, мы сами, будучи макроскопическими объектами, состоим на 100% из совокупности элементарных частиц, организованных и связанных между собой определенным образом, и являемся частью гигантской Вселенной. Так что новые знания о микро- и мегамирах важны не только в познавательном или мировоззренческом смысле, но и ведут к боле глубокому и ясному пониманию сущности процессов, протекающих в макромире.

3. Методология и методы естествознания

Методология – это система наиболее важных принципов и способов организации и осуществления какого-либо вида деятельности, а также учение об этой системе. У каждого вида деятельности имеется своя методология, существующая в явном или неявном виде, сформулированная и зафиксированная в каких-либо формах или применяемая стихийно-интуитивно. Принципы – это ключевые положения методологии, а методы – набор конкретных приемов, с помощью которых осуществляется тот или иной вид деятельности (с греческого «методос» – путь к чему-либо).

Методология науки в целом и все научные методы исходят из принципа причинности . Его содержание менялось по мере развития науки, но ключевое положение, на котором зиждется научный подход, остается неизменным: все, что бы не происходило в природе, обусловлено своими причинами. Глобальная задача науки и заключается в выяснении всех значимых причинно – следственных связей в окружающем мире. Они могут быть неодномерны, сложны, непознанны, но это не отменяет их существования. Никакого места произволу, сверхъестественному вмешательству потусторонних сил природа не оставляет.

Очень важно понять, что принцип причинности является основополагающим не только для «точных» наук, но и для истории, социологии, юриспруденции и т.д. Действительно, трудно себе представить, к примеру, следователя, расследующего уголовное преступление и допускающего «чудеса» в виде беспричинного появления или исчезновения улик с места преступления, «сверхъестественного» чутья на завоз денег в банк или внезапного падения курса определенных акций.

Известный французский философ, физик, математик и физиолог 17 века Р. Декарт формулировал понятие метода следующим образом «Под методом я разумею точные и простые правила, строгое соблюдение которых … без лишней траты умственных сил, но постепенно и непрерывно увеличивая знания, способствует тому, что ум достигает истинного познания всего, что ему доступно». В наше время такому пониманию скорее соответствует термин «алгоритм».

Обычно выделяют несколько групп (уровней) методов познания , в частности, практически во всех классификациях присутствуют:

 Общенаучные методы

 Частнонаучные методы

 Специальные методы

По другим признакам их можно разделить на эмпирические, теоретические и методы моделирования .

В свою очередь, все их можно дифференцировать и дальше. Так, общенаучные эмпирические методы включают наблюдение, эксперимент, измерение.

Наблюдение – простейший их них. На начальных стадиях развития любой науки наблюдения играют важнейшую роль и образуют эмпирический базис науки. Он позволяет провести поиск, сравнение, классификацию объектов и т.п., однако по мере развития науки его ценность падает. Более информативен эксперимент – целенаправленное воздействие на объект в строго контролируемых условиях и изучение его поведения в этих условиях.

Искусство экспериментатора в первую очередь как раз и заключается в создании таких условий эксперимента, которые позволяют «очистить» ситуацию от влияния большого числа побочных факторов и оставить один – два, которыми можно сознательно управлять и целенаправленно воздействовать на объект, изучая его отклики на эти контролируемые воздействия. При этом, зачастую заранее не известно, какие факторы являются важными, а какие – менее важными, все ли неконтролируемые воздействия исключены и не создают ли они помех, сопоставимых или даже больших, чем реакция объекта на контролируемое воздействие. В самой постановке опыта, ограничивающего степени свободы объекта и набор факторов на него действующих, заложена большая опасность «с пеной выплеснуть ребенка из ванночки».

Эксперименты могут быть качественными и количественными. Первые могут помочь в решении принципиальных вопросов: существует ли такой эффект в природе? растет или падает скорость процесса при увеличении давления? постоянна ли данная величина в действительности при изменении условий в широких пределах (например, заряд электрона, скорость света в вакууме и т.п.)? и т.д. Гораздо более информативны количественные эксперименты, включающие измерения. Так, известный английский физик В. Томсон (лорд Кельвин), именем которого названа шкала абсолютных температур, писал «каждая вещь известна лишь настолько, насколько ее можно измерить». Измерение – есть процесс определения количественных характеристик объекта или процесса, выраженных в заранее принятых единицах измерения данной величины (например, в метрах, секундах, граммах, Вольтах, градусах и т.д.).

Среди общенаучных теоретических методов можно выделить абстрагирование, мысленный эксперимент, индукцию, дедукцию и др. Абстрагирование состоит в мысленном упрощении объекта путем игнорирования ряда его несущественных (в данной постановке задачи) признаков и наделении его несколькими (иногда одним, двумя) наиболее существенными, например, материальная точка, береза, неустойчивое состояние. В первом примере игнорируются все геометрические и физические характеристики реального тела (объем, форма, материал и его физические свойства) кроме массы, мысленно сосредотачиваемой в центре масс. Во втором, несмотря на то, что в мире нет двух абсолютно одинаковых берез, - мы все-таки ясно понимаем, что речь идет о разновидности дерева со своими характерными особенностями архитектуры, формы и строения листочков и т.д., в третьем примере подразумевается некоторая абстрактная система (без рассмотрения ее устройства и состава), которая под действием ничтожно малых случайных причин может выйти из своего исходного состояния, характеризующегося некоторым набором параметров, и самопроизвольно перейти в другое, с другим набором характеристик. Конечно, мы теряем при таком рассмотрении множество деталей, характеризующих реальный объект, но взамен получаем простую схему, допускающую широкие обобщения. И впрямь, не можем же мы ставить перед собой задачу изучить каждую березу на Земле, хотя все они чем-то и отличаются друг от друга.

Под материальной точкой в разных задачах может подразумеваться молекула, автомобиль, Луна, Земля, Солнце и т.д. Такая абстракция удобна для описания механического движения, но совершенно непродуктивна при анализе, скажем, физических или химических свойств реального твердого тела. Многие исключительно полезные абстракции пережили века и тысячелетия (атом, геометрическая точка и прямая линия) хотя и наполнялись разными смыслом в разные эпохи. Другие - (теплород, мировой эфир) не выдержали испытания временем и опытом.

Другим методом теоретического анализа является мысленный эксперимент . Он проводится с идеализированными объектами, отражающими наиболее существенные свойства реальных, и в ряде случаев позволяет путем логических умозаключений получить некоторые предварительные результаты, помогающие упростить, сузить фронт дальнейших детальных исследований. Таким методом было решено много принципиальных задач в естествознании. Так, Галилей открыл закон инерции, мысленно понижая, а затем и вовсе исключая силы трения при движении, а Максвелл прояснил суть важнейшего для понимания природы закона – второго начала термодинамики – путем мысленного расположения на пути летящих молекул гипотетического «демона», сортирующего их по скоростям.

Индукция (от латинского inductio – наведение, побуждение, возбуждение) – это метод познания, заключающийся в получении, выведении общих суждений, правил, законов на основании отдельных фактов. Т.е. индукция – это движение мысли от частного к общему и более универсальному. Строго говоря, большая часть наиболее общих законов природы получена методом индукции, т.к. изучить досконально абсолютно все объекты данного типа совершенно нереально. Обычно вопрос заключается лишь в том, сколько же частных случаев необходимо рассмотреть и потом учесть, чтобы на этом основании сделать убедительный обобщающий вывод. Скептики считают, что достоверно доказать этим способом ничего невозможно, поскольку ни тысяча, ни миллион, ни миллиард фактов, подтверждающих общий вывод не гарантируют, что тысяча первый или миллион первый факт не будет противоречить ему.

Метод противоположный по направлению движения мысли – от общего к частному – называется дедукция (от латинского deductio – выведение). Вспомните знаменитый дедуктивный метод сыска Шерлока Холмса. Т.е. дедукция и индукция – взаимодополняющие методы построения логических умозаключений.

Примерно в таком же соотношении между собой находятся методы анализа и синтеза , используемые как в эмпирических так и теоретических исследованиях. Анализ – мысленное или реальное расчленение объекта на составные части и исследование их порознь. Вспомните обычную поликлинику – учреждение для диагностики и лечения болезней человека и ее структуру, представленную кабинетами окулиста, невропатолога, кардиолога, уролога и т.д. Ввиду исключительной сложности человеческого организма гораздо легче научить врача распознавать болезни отдельных органов или систем, а не всего организма в целом. В ряде случаев этот подход дает желаемый результат, в более сложных – нет. Поэтому методы анализа дополняются методом синтеза, т.е. сведения всех знаний о частных фактах в единое связанное целое.

В течение нескольких последних десятилетий интенсивно развивались методы моделирования , являющиеся младшими, но более развитыми братьями метода аналогий . Вывод «по аналогии» осуществляют переносом результатов, полученных на одном объекте, на другой – «аналогичный». Степень этой аналогичности определяют различными критериями, наиболее систематично вводимыми в так называемой «Теории подобия».

Моделирование обычно подразделяют на мысленное, физическое и численное (компьютерное). Мысленное моделирование реального объекта или процесса посредством идеальных объектов и связей – важнейший метод науки. Без мысленной модели невозможно понять, проинтерпретировать результаты эксперимента, «сконструировать» математическую или компьютерную модели явления, поставить сложный натурный эксперимент. Известный по не только блестящим результатам в физике, но и остроумным высказываниям, академик А. Мигдал сказал как-то: «Если математика – это искусство избегать вычислений («чистая», неприкладная математика, как правило, не имеет дел с вычислениями), то теоретическая физика – это искусство вычислять без математики». Конечно же здесь слово «вычислять» не имеет буквального смысла – проведение тщательных, точных вычислений. Подразумевается искусство предвидеть результат в рамках удачной, адекватной модели по порядку величины, или в виде соотношения: если одна величина достигнет какого-то значения, то другая будет равна тому-то, или искомая величина обязана быть больше некоторой критической, или лежать в определенном интервале значений. Как правило, в большинстве задач и реальных проблем высококвалифицированный ученый может прийти к таким заключениям не проводя никаких опытов, а просто построив в уме некоторую качественную модель явления. Искусство в том и состоит, чтобы модель была реалистичной и в то же время простой.

Физическое (предметное) моделирование проводят в тех случаях, когда невозможно или затруднительно (по технологическим или финансовым причинам) провести эксперимент на оригинальном объекте. Например, для определения трудно поддающегося расчетам аэродинамического сопротивления самолета, автомобиля, поезда или гидродинамического сопротивления корабля на стадии проектирования обычно строят модель уменьшенных размеров и продувают ее в специальных аэродинамических трубах или гидравлических каналах. В известном смысле любой натуральный эксперимент можно рассматривать как физическую модель некоторой более сложной ситуации.

Математическое моделирование является важнейшей разновидностью символического моделирования. (К ним так же относятся разнообразные графовые и топологические представления, символьные записи структуры молекул и химических реакций и много другое). В сущности, математическая модель – это система уравнений, дополненная начальными и граничными условиями и другими данными, взятыми из опыта. Для того, чтобы такое моделирование было результативным, необходимо, во-первых, составить адекватную изучаемому явлению мысленную модель, отражающую все существенные стороны явления, а во-вторых, решить чисто математическую задачу, зачастую имеющую очень высокий уровень сложности.

Наконец, в последние десятилетия большую популярность приобрели компьютерные методы моделирования. Обычно – это численные методы, т.е. не дающие решения задачи в общем виде, как в математическом моделировании. Это означает, что каждый конкретный численный вариант одной и той же задачи требует нового расчета.

Частные и специальные методы представляют интерес для представителей конкретных научных дисциплин, и мы их рассматривать не будем.

Методологические основы естествознания. Перейдем теперь к обсуждению наиболее важных и общих для естествознания методологических принципов научного творчества, идеалов, критериев и норм науки . Важнейшими из них являются следующие:

1. Материалистическая основа мировоззрения, объективность, убежденность в познаваемости природы рациональными методами. В свою очередь, эти требования напрямую связаны с важнейшей методологической концепцией обусловленности всего происходящего в действительности причинно-следственными связями.

2. Использование строго определенных понятий, характеристик, величин. Вместе с тем, необходимо понимать, что абсолютно строго определить ни один объект или процесс невозможно. Что такое шариковая ручка, которой Вы сейчас подчеркиваете текст? Где граница между ней и окружающим воздухом снаружи и между ней и чернилами внутри на бумаге? Что такое процесс подчеркивания текста? Это физический процесс переноса чернил на бумагу, или химический процесс взаимодействия молекул чернил с молекулами бумаги, или интеллектуальный процесс отбора и выделения наиболее значимых фрагментов текста? Очевидно выбор зависит от характера задачи и спектра ожидаемых результатов. Здесь таятся большие опасности субъективизма, поскольку в самой постановке задачи уже закладывается ограниченный набор возможных решений.

3. Воспроизводимость результатов в аналогичных условиях. Этот принцип подразумевает, что если условия наблюдения некоего явления воссоздать в другом месте (лаборатории, производстве) или в одном и том же, но спустя некоторое время, то явление или процесс повторится снова. Т.е. вопрос заключается лишь в строгости условий опыта, точности воспроизведения всех обстоятельств. Как уже говорилось, абсолютно точно ничего воспроизвести и измерить невозможно, но абстрагируясь от несущественных деталей, можно сколько угодно раз повторить главный, принципиальный результат.

4. Последней инстанцией в борьбе теорий, идей, концепций является опыт (эксперимент). Лишь он – верховный судья в вопросе, что есть Истина, а не самые изящные, логичные или авторитетные суждения. Не стоит здесь усматривать противопоставления теории и опыта. Чисто теоретически было открыто множество объектов, законов (например, электромагнитные волны, многие элементарные частицы, астрономические объекты и т.д.), но все эти открытия получили статус строгих научных фактов только после экспериментального подтверждения. Такое понимание соотношения роли теории и практики в естествознании возникло не сразу. Лишь в раннем Средневековье в борьбе со схоластическими методами укрепилось требование экспериментальной проверки любых умозаключений, какими бы авторитетами они не высказывались и логически стройными и безупречными не казались. Наиболее ярко и кратко этот принцип сформулировал, пожалуй, английский мыслитель 16-17 вв Фрэнсис Бэкон: «Критерий истины – практика» в своем труде «Новый Органон» (1620 г.), написанном, как бы, в продолжение и развитие знаменитого труда Аристотеля, точнее, сборника логических и методологических трудов «Органон» (от латинского инструмент, орудие) в 4 веке до н.э. В более художественной форме этот же принцип выражен в знаменитой фразе И.Гете: «Теория, мой друг, суха, но зеленеет жизни древо».

5. В предыдущем модуле уже шла речь о стремлении количественно охарактеризовать и описывать окружающую действительность. В современном естествознании количественные методы, математический аппарат играют большую и все возрастающую роль. Так что «математизацию» знаний о природе можно считать практически обязательным требованием.

6. В начале этого модуля обсуждалась роль моделирования как общенаучного метода изучения Природы. В связи с желанием «математизировать» естествознание, создание моделей того или того характера становится практически обязательным на всех стадиях исследования, будь то обдумывание идеи или мысленного эксперимента, натурной экспериментальной установки и опыта, обработки и интерпретации полученных результатов. Пытаясь выразить эту ситуацию в лаконичной форме афоризма, можно утверждать «Современное естествознание – это мир количественных моделей». Без разумного, осторожного, квалифицированного упрощения реальной ситуации, процесса, объекта никаких результативных математических подходов сделать невозможно.

7. Уже в Средние Века было очевидно, что лавинное нарастание различных фактов, данных, теорий требует их систематизации и обобщения. Иначе поток информации захлестнет и утопит принципиальные, ключевые положения в море частностей. Вместе с тем, новые понятия, объекты, принципы, «сущности» необходимо вводить в науку с величайшей осторожностью, тщательно проверяя, не сводятся ли они к известным, не являются ли всего лишь их разновидностями. Этот строгий фильтр оберегает науку от неоправданного распухания, делает ее в широком смысле «интернациональной», прозрачной, доступной для понимания и освоения разными слоями общества. Опасность противоположного подхода стала очевидной тоже на заре классического естествознания, и в присущей тому времени афористичной форме требование лаконизма, общности, универсальности сформулировал английский философ 14 в. Оккам: «сущности не следует умножать без крайней необходимости» или в более вольном переводе «не изобретай лишних сущностей ». Часто этот важнейший методологический принцип науки называют «бритвой Оккама », отсекающей лишние, непродуктивные и загромождающие науку искусственно введенные «сущности».

8. Необходимость интеграции, универсализации знаний, сведение их к как можно меньшему числу фундаментальных принципов – идеал, к которому стремились мыслители, начиная со времен Древней Греции. Одновременно в этом усматривали и высшую эстетичность науки, отражающую гармоничность устройства мира. «Сведение множества к единому – в этом первооснова красоты» - так лаконично формулировал этот принцип еще Пифагор за 5 веков до н.э.

9. Поскольку наука – это не свод закостеневших правил, законов, теорий, а динамически развивающийся и непрерывно обновляющийся живой организм, регулярно возникает вопрос о соотношении устоявшегося «старого» знания и появляющегося «нового». С одной стороны, если некоторый закон, теория, учение путем многочисленных проверок, контрольных экспериментов, приложений к практическим задачам получили статус не гипотезы, а достоверной истины, то они уже вошли в золотой фонд науки. С другой стороны, если появились новые данные или теории, противоречащие старым, но описывающие родственные явления лучше, полнее или те, которые не могли быть объяснены в рамках старых представлений, последние должны уступить место новому. Но как уступить? Просто тихо удалиться в архивы истории науки, освободив нишу, или оставаться в строю, но в другом качестве, определенным образом взаимодействуя с новыми представлениями? Трудно себе представить, чтобы, скажем, такая могучая теория как классическая механика сэра И. Ньютона, три века доказывавшая свою справедливость и плодотворность (как в мире движения пылинок, шариков, паровых двигателей, кораблей, так и в мире планет) оказалась ошибочной или ненужной после создания квантовой механики. Нильс Бор – гениальный датский физик – один из создателей квантовой механики, обдумывая эту проблему, сформулировал в 1918 г. важнейший методологический подход: принцип соответствия . Вкратце он заключается в том, что более универсальная новая концепция, теория (если она не спекулятивна, а справедлива в действительности), не должна перечеркивать хорошо освоенное и многократно проверенное старое учение, а вобрать его в виде частного случая (рис. 3.3). При этом обычно легко можно сформулировать условия (границы применимости) внутри которыхи старая (обычно более простая теория) будет давать правильные результаты. Их, конечно, можно получить и из более общей, но более сложной новой теории, но это не оправдано с точки зрения трудозатрат. В таком соотношении находится не только классическая и квантовая механика, но и, например, термодинамика равновесных систем и синергетика (теория самоорганизации в открытых неравновесных системах), классический электромагнетизм Фарадея – Максвелла и квантовая электродинамика, механика движения с небольшими (сравнительно со скоростью света) скоростями и специальная теория относительности Эйнштейна (механика движения с околосветными скоростями), дарвинизм и генетика и многое другие разделы естествознания. Это конечно не исключает отмирания и забвения идей, понятий, теорий, не выдержавших испытаний экспериментом (например, теория теплорода, вечный двигатель и т.д.), но в подавляющем большинстве случаев противоречия в науке снимаются в согласии с принципом соответствия.