Становление науки в собственном смысле этого слова связано с применением в научных исследованиях метода эксперимента, который был основой теоретического естествознания. Как отмечал В.С.Степин, сама идея экспериментального исследования неявно предполагала наличие в культуре особых представлений о природе, деятельности и познающем субъекте, которые не были свойственны античной культуре, а начали формироваться в эпоху Возрождения и получили законченное выражение в Новое время. В экспериментальном исследовании субъект познания выступает в качестве активного начала, противостоящей природной материи, изменяющей ее вещи путем силового давления на них . Природный объект познается в эксперименте потому, что он поставлен в искусственно созданные условия и только благодаря этому проявляет для субъекта свои невидимые сущностные связи.
Социально-культурной предпосылкой экспериментального исследования природы явилась новая система ценностных ориентаций, которая начинает просматриваться уже в культуре Возрождения. С одной стороны, утверждается, в противовес средневековому мировоззрению, новая система гуманистических идей, связанная с концепцией человека как активно противостоящего природе в качестве мыслящего и деятельного начала. С другой - акцентируется интерес к познанию природы, которая рассматривается как поле приложения человеческих сил.
Уже в эпоху Возрождения начинает складываться новое понимание связи между природным, естественным и искусственным, создаваемым человеческой деятельностью. Традиционное христианское учение о сотворении мира Богом получает особое истолкование. По отношению к божественному разуму, который создал мир, природа рассматривается как искусственное. Деятельность же человека истолковывается как своеобразное подобие в малых масштабах актов творения. И основой этой деятельности полагается подражание природе, распознавание в ней разумного начала (законов) и следование осмысленной гармонии природы в человеческих искусствах - науке, художественном творчестве, технических изобретениях. Ценности искусственного и естественного уравниваются, а разумное изменение природы в процессе человеческой деятельности выступает не как нечто противоречащее ей, а как согласующееся с ее естественным устройством. Именно это новое отношение к природе было закреплено в категории «натура», что послужило предпосылкой для выработки принципиально нового способа познания мира: возникает идея о возможности ставить природе теоретические вопросы и получать на них ответы путем активного преобразования природных объектов.
Новые смыслы категории «природа» были связаны с формированием новых смыслов категорий «пространства» и «времени» как однородных образований и это позволило утверждать идею о возможности и воспроизводимости эксперимента в любой точке земного шара и в любое время.
Экспериментальный метод начал готовить к разработке еще Леонардо да Винчи (1452-1519). Но Леонардо жил за сто лет до этой эпохи, и у него не было соответствующих технических возможностей и условий. Не разработана была также логическая структура экспериментального метода. Эксперименту Леонардо да Винчи недоставало строгости определений и точности измерений.
Начало экспериментальному методу Нового времени положило изобретение двух важнейших инструментов: сложного микроскопа (ок. 1590 г.) и телескопа (ок. 1608 г.). Уже древние греки были знакомы с увеличительной силой линзовых стекол. Но сущность и микроскопа, и телескопа заключается в соединении нескольких увеличительных стекол. По-видимому, первоначально такое соединение произошло случайно, а не под влиянием какой-нибудь руководящей теоретической идеи. Первый микроскоп изобрел, по всей видимости, голландский шлифовальщик стекол Захарий Янсен. Первую подзорную трубу - голландский оптик Франц Липперстей.
С появлением телескопов развитие астрономии поднялось на качественно новый уровень. Были открыты четыре наиболее крупных спутника Юпитера, множество новых, не видимых невооруженным взглядом, звезд; было достоверно установлено, что туманности и галактики являются огромным скоплением звезд. Кроме того, были обнаружены темные пятна на Солнце.
Основополагающую роль в обосновании метода эксперимента сыграл Г.Галилей. Галилей и его последователи в основанной после его смерти Флорентийской академии опытов, проводили натурные эксперименты. Натурный эксперимент проводится с объектами в ситуации самой изучаемой действительности и предполагает, как правило, вмешательство экспериментатора в естественный ход событий. Галилей также ввел в научное познание мысленный эксперимент. Мысленный эксперимент предполагает задание условной ситуации, проявляющей интересующие исследователя свойства и оперирование идеализированными объектами. Галилей активно внедрял в сознание ученых своего времени мысль о том, что наука без мысленного конструирования, без идеализации, без абстракций, без обобщающих выводов, опирающихся на факты, невозможна.
Идеи Галилея о методе эксперимента наиболее продуктивно развивал Х.Гюйгенс. На основе экспериментальных исследований Гюйгенс изобрел маятниковые часы со спусковым механизмом, установил законы колебания физического маятника, заложил основы теории удара. Гюйгенс усовершенствовал телескоп, сконструировав окуляр и с помощью этого прибора открыл кольцо у Сатурна и его спутник Титан.
Продуктивность метода эксперимента была продемонстрирована в последующий период развития механики. Традиция, идущая от Галилея и Гюйгенса к Гуку и Ньютону, была связана с попытками моделировать в мысленных экспериментах с механическими устройствами силы взаимодействия между небесными телами. Например, Гук рассматривал вращение планет по аналогии с вращением тела, закрепленного на нити, а также тела, привязанного к вращающемуся колесу. Ньютон использовал аналогию между вращением Луны вокруг Земли и движением шара внутри полой сферы.
Характерно, что именно на этом пути был открыт закон всемирного тяготения. К формулировке Ньютоном этого закона привело сопоставление законов Кеплера и получаемых в мысленном эксперименте над аналоговой механической моделью математических выражений, характеризующих движение шара под действием центробежных сил.
На рубеже XVI и XVII столетий, когда закладывались основы новой математики, были заложены также основы экспериментальной физики. Ведущая роль принадлежит здесь Галилею (1564–1642), который не только сделал многочисленные открытия, составившие эпоху, но в своих книгах, письмах и беседах учил современников новому методу получения знаний. Воздействие Галилея на умы было огромно. Другим человеком, сыгравшим важную роль в становлении экспериментальной науки, был Френсис Бэкон (1561–1626), выступивший с философским анализом научного знания и метода индукции.
В отличие от древних греков европейские ученые отнюдь не относились с презрением к эмпирическому знанию и практической деятельности. В то же время они полностью овладели теоретическим наследием греков и уже вступили на путь собственных открытий. Сочетание этих аспектов и породило новый метод. Бэкон пишет:
Те, кто занимались науками, были или эмпириками, или догматиками. Первые, подобно муравью, только собирают и пользуются собранным. Вторые, подобно пауку, из самих себя создают ткань. Пчела же избирает средний способ, она извлекает материал из цветов сада и поля, но располагает и изменяет его собственным умением. Не отличается от этого и подлинное дело философии. Ибо она не основывается исключительно или преимущественно на силах ума и не откладывает в сознание нетронутым материал, извлекаемый из естественной истории и из механических опытов, но изменяет его и перерабатывает в разуме. Итак, следует возложить добрую надежду на более тесный и нерушимый (чего до сих пор не было) союз этих способностей опыта и рассудка .
13.2. Научный метод
Понятие эксперимента предполагает наличие теории. Без теории эксперимента нет, есть только наблюдение. С кибернетической (системной) точки зрения эксперимент - это управляемое наблюдение ; управляющей системой является научный метод, который, опираясь на теорию, диктует постановку эксперимента. Таким образом, переход от простого наблюдения к эксперименту есть метасистемный переход в сфере опыта, и это первый аспект возникновения научного метода; второй его аспект - осознание научного метода как чего-то, стоящего над теорией, иначе говоря, овладение общим принципом описания действительности с помощью формализованного языка, о чем мы говорили в предыдущей главе. В целом возникновение научного метода - это единый метасистемный переход, который создает новый уровень управления, включающий управление наблюдением (постановка эксперимента) и управление языком (разработка теории). Новая метасистема - это и есть наука в современном смысле слова. В рамках этой метасистемы между экспериментом и теорией устанавливаются тесные связи - прямые и обратные. Бэкон описывает их так:
Наш путь и наш метод... состоят в следующем: мы извлекаем не практику из практики и опыт из опыта (как эмпирики), но причины и аксиомы из практики и опытов, а из причин и аксиом - снова практику и опыт, как истинные Истолкователи Природы .
Теперь мы можем дать окончательный ответ на вопрос, что же произошло в Европе в начале XVII в.: произошел крупнейший метасистемный переход, захвативший как языковую, так и неязыковую деятельность. В сфере неязыковой деятельности он предстал в виде экспериментального метода. В сфере языковой деятельности он дал начало новой математике, которая развивается путем метасистемных переходов (эффект лестницы) по линии все углубляющегося самоосознания в качестве формализованного языка, служащего для создания моделей действительности. Этот процесс мы описали в предыдущей главе, не выходя за пределы математики. Теперь мы можем завершить его описание указанием на ту систему, в рамках которой этот процесс становится возможным. Эта система - наука в целом с научным методом в качестве управляющего устройства, т. е. (расшифровывая эту краткую форму выражения) совокупность всех человеческих существ, занимающихся наукой и овладевших научным методом, вместе со всеми используемыми ими предметами. В главе 5, говоря об эффекте лестницы, мы обращали внимание, что он проявляется в том случае, когда существует метасистема Y , которая продолжает оставаться метасистемой по отношению к системам ряда X , X" , X"" , ..., где каждая следующая система образуется путем метасистемного перехода от предыдущей, и которая, оставаясь метасистемой, как раз и обеспечивает возможность метасистемных переходов меньшего масштаба от Х к X" , от X" к X"" и т. д. Такая система Y обладает внутренним потенциалом развития; мы назвали ее ультраметасистемой . При развитии материального производства ультраметасистемой Y является совокупность человеческих существ, обладающих способностью превращать орудие труда в предмет труда. При развитии точных наук ультраметасистемой Y является совокупность людей, овладевших научным методом, т. е. обладающих способностью создавать модели действительности с помощью формализованного языка.
Мы видели, что у Декарта научный метод, взятый в его языковом аспекте, послужил рычагом для реформы математики. Но Декарт не только реформировал математику; развивая тот же аспект того же научного метода, он создал множество теоретических моделей, или гипотез, для объяснения физических, космических и биологических явлений. Если Галилея можно назвать основоположником экспериментальной физики, а Бэкона - ее идеологом, то Декарт - и основоположник, и идеолог теоретической физики. Правда, модели Декарта были чисто механическими (других моделей тогда и не могло быть) и несовершенными, большая часть вскоре устарела. Однако это не так важно, как важно то, что Декарт утвердил принцип построения теоретических моделей. В XIX в., когда были накоплены первоначальные познания в физике и усовершенствован математический аппарат, этот принцип показал всю свою плодотворность.
Мы не сможем здесь даже в беглом обзоре коснуться эволюции идей физики и ее достижений, так же как идей и достижений других естественных наук. Мы остановимся на двух аспектах научного метода, имеющих универсальное значение, а именно на роли общих принципов в науке и на критериях выбора научных теорий, а затем рассмотрим некоторые следствия достижений новейшей физики ввиду их важного значения для всей системы науки и мировоззрения вообще. В заключение этой главы мы обсудим некоторые перспективы развития научного метода.
13.3. Роль общих принципов
Бэкон выдвинул программу постепенного введения теоретических положений («причин и аксиом») все большей и большей общности, начиная с эмпирических единичных данных. Этот процесс он назвал индукцией (т. е. введением) в отличие от дедукции (выведения) теоретических положений меньшей общности из положений большей общности (принципов). Бэкон был большим противником общих принципов, он говорил, что разум нуждается не в крыльях, которые поднимали бы его ввысь, а в свинце, который притягивал бы его к земле. В период «первоначального накопления» опытных фактов и простейших эмпирических закономерностей, а также в качестве противовеса средневековой схоластике эта концепция еще имела некоторое оправдание, но в дальнейшем оказалось, что крылья разуму все-таки нужнее свинца. Во всяком случае, так обстоит дело в теоретической физике. В подтверждение предоставим слово такому несомненному авторитету в этой области, как Альберт Эйнштейн. В статье «Принципы теоретической физики» он пишет:
Для применения своего метода теоретик в качестве фундамента нуждается в некоторых общих предположениях, так называемых принципах, исходя из которых он может вывести следствия. Его деятельность, таким образом, разбивается на два этапа. Во-первых, ему необходимо отыскать принципы, во-вторых, развивать вытекающие из этих принципов следствия. Для выполнения второй задачи он основательно вооружен еще со школы. Следовательно, если для некоторой области, т. е. совокупности взаимозависимостей, первая задача решена, то следствия не заставят себя ждать. Совершенно иного рода первая из названных задач, т. е. установление принципов, могущих служить основой для дедукции. Здесь не существует метода, который можно было бы выучить и систематически применять для достижения цели. Исследователь должен, скорее, выведать у природы четко формулируемые общие принципы, отражающие определенные общие черты множества экспериментально установленных фактов.
В другой статье («Физика и реальность») Эйнштейн высказывается весьма категорически:
Физика представляет собой развивающуюся логическую систему мышления, основы которой можно получить не выделением их какими-либо индуктивными методами из пережитых опытов, а лишь свободным вымыслом.
Слова о «свободном вымысле» означают, конечно, не то, что общие принципы совершенно не зависят от опыта, а то, что они не определяются опытом однозначно. Пример, который Эйнштейн часто приводит, таков. Небесная механика Ньютона и общая теория относительности Эйнштейна построены на одних и тех же опытных фактах. Однако они исходят из совершенно различных, в некотором смысле даже диаметрально противоположных общих принципов, что проявляется и в различном математическом аппарате.
Пока «этажность» здания теоретической физики была невелика, и следствия из общих принципов выводились легко и однозначно, люди не осознавали, что при установлении принципов они имеют определенную свободу. В методе проб и ошибок расстояние между пробой и ошибкой (или успехом) было так невелико, что они не замечали, что пользуются методом проб и ошибок, а полагали, что непосредственно выводят (хотя это и называлось не дедукцией, а индукцией) принципы из опыта. Эйнштейн пишет:
Ньютон, творец первой обширной плодотворной системы теоретической физики, еще думал, что основные понятия и принципы его теории вытекают из опыта. Очевидно, именно в таком смысле нужно понимать его изречение «hypotheses non fingo» (гипотез не сочиняю).
Но со временем теоретическая физика превратилась в многоэтажную конструкцию, и вывод следствий из общих принципов стал делом сложным и не всегда однозначным, ибо часто оказывалось необходимым делать в процессе дедукции дополнительные предположения, чаще всего «непринципиальные» упрощения, без которых невозможно было бы довести расчет до числа. Тогда стало ясно, что между общими принципами теории и фактами, допускающими непосредственную проверку на опыте, существует глубокое различие: первые суть свободные конструкции человеческого разума, вторые - исходный материал, который разум получает от природы. Правда, переоценивать глубину этого различия все-таки не следует. Если отвлечься от человеческих дел и стремлений, то окажется, что различие между теориями и фактами исчезает, - и те и другие являются некоторыми отражениями или моделями действительности вне человека. Различие заключается в уровне, на котором происходит овеществление модели. Факты, если они полностью «деидеологизированы», определяются воздействием внешнего мира на нервную систему человека, которую мы вынуждены рассматривать (пока) как не допускающую переделки, поэтому мы и относимся к фактам как к первичной реальности. Теории - это модели, овеществленные в языковых объектах, которые целиком в нашей власти, поэтому мы можем отбросить одну теорию и заменить ее другой с такой же легкостью, как заменяем устаревший инструмент на более совершенный.
Возрастание абстрактности (конструктности) общих принципов физических теорий, их отдаление от непосредственных опытных фактов приводит к тому, что в методе проб и ошибок все труднее становится найти пробу, имеющую шансы на успех. Разум начинает просто нуждаться в крыльях для воспарения, о чем и говорит Эйнштейн. С другой стороны, увеличение дистанции от общих принципов до проверяемых следствий делает общие принципы в известных пределах неуязвимыми для опыта, на что также часто указывали классики новейшей физики. Обнаружив расхождение между следствиями теории и экспериментом, исследователь оказывается перед альтернативой: искать причины расхождения в общих принципах теории или же где-то на пути от принципов к конкретным следствиям. Вследствие дороговизны общих принципов и больших затрат, необходимых для перестройки теории в целом, сначала всегда пробуют второй путь. Если удается достаточно изящным способом модифицировать вывод следствий из общих принципов так, что они согласуются с экспериментом, то все успокаиваются и проблема считается решенной. Но иногда модификация выглядит явно, как грубая заплата, а порой заплаты наслаиваются друг на друга и теория начинает трещать по всем швам; тем не менее, ее выводы согласуются с данными опыта и она продолжает сохранять свою предсказательную силу. Тогда возникают вопросы: как следует относиться к общим принципам такой теории? Надо ли стремиться заменить их какими-то другими принципами? При какой степени «залатанности» имеет смысл отбрасывать старую теорию?
13.4. Критерии выбора теорий
Прежде всего, заметим, что ясное осознание научных теорий как языковых моделей действительности значительно снижает остроту конкуренции между научными теориями по сравнению с наивной точкой зрения (родственной платонизму), согласно которой языковые объекты теории лишь выражают какую-то реальность и поэтому каждая теория либо «на самом деле» истинна, если эта реальность «на самом деле» существует, либо «на самом деле» ложна, если эта реальность вымышленная. Эта точка зрения порождена перенесением положения, которое имеет место для языка конкретных фактов, на язык понятий-конструктов. Когда мы сравниваем два конкурирующих утверждения: «в этом стакане - чистый спирт» и «в этом стакане - чистая вода», мы знаем, что эти утверждения допускают опытную проверку и то из них, которое не подтвердилось, теряет всякий модельный смысл, всякую долю истинности; оно на самом деле ложное и только ложное. Совсем иначе обстоит дело с утверждениями, выражающими общие принципы научных теорий. Из них выводится множество проверяемых следствий, и если некоторые из них оказываются ложными, то обычно говорят, что к данной сфере опыта исходные принципы (или способы вывода следствий) неприменимы; обычно удается установить и формальные критерии применимости. Поэтому общие принципы в некотором смысле «всегда истинны», точное понятие истинности и ложности неприменимы к ним, а применимо лишь понятие о большей или меньшей их полезности для описания действительных фактов. Подобно аксиомам математики, общие принципы физики - это абстрактные формы, в которые мы стремимся втиснуть природные явления. Конкурирующие принципы отличаются тем, насколько хорошо они это позволяют сделать.
Но что значит хорошо?
Если теория - это модель действительности, то, очевидно, она тем лучше, чем шире область ее применимости и чем больше предсказаний она может сделать. Это и есть первый критерий для сравнения теорий - критерий общности и предсказательной силы теории.
Эти критерии довольно очевидны. Если рассматривать научные теории как нечто стабильное, не подверженное развитию и улучшению, то, пожалуй, трудно было бы выдвинуть в дополнение к этим критериям какие-либо еще. Но человечество непрерывно развивает и улучшает свои теории и это порождает еще один критерий - динамический, который и оказывается решающим. Об этом критерии хорошо сказано Филиппом Франком в книге «Философия науки», и мы приведем его слова.
Если мы посмотрим, какие теории действительно предпочитались из-за их простоты, то найдем, что решающим основанием для признания той или иной теории было не экономическое и не эстетическое, а скорее то, которое часто называлось динамическим. Это значит, что предпочиталась та теория, которая делала науку более динамичной, т. е. более пригодной для экспансии в область неизвестного. Это можно уяснить с помощью примера, к которому мы часто обращались в этой книге: борьба между коперниковской и птолемеевской системами. В период между Коперником и Ньютоном очень много оснований приводилось в пользу как одной, так и другой системы. В конце концов, однако, Ньютон выдвинул теорию движения, которая блестяще объясняла все движения небесных тел (например, комет), в то время как Коперник, так же как и Птолемей, объяснял только движения в нашей планетной системе... Однако законы Ньютона основывались на обобщении коперниковской теории, и мы вряд ли можем представить себе, как они могли бы быть сформулированы, если бы он исходил из птолемеевской системы. В этом, как и во многих других отношениях, теория Коперника была более «динамичной», т. е. имела большее эвристическое значение. Можно сказать, что теория Коперника была математически более «простой» и более динамичной, чем теория Птолемея .
Эстетический критерий, или критерий красоты теории, о котором упоминает Франк, трудно защищать как самостоятельный, независимый от других критериев. Однако он приобретает большое значение как интуитивный синтез всех указанных критериев. Теория представляется ученому красивой, если она достаточно обща и проста и он предчувствует, что она окажется динамичной. Конечно, он может при этом и ошибиться.
13.5. Физика микромира
В физике, как и в чистой математике, по мере возрастания абстрактности теорий укоренялось понимание их языкового характера. Решающий толчок этот процесс получил после того, как в начале XX в. физика вторглась в пределы мира атомов и элементарных частиц и были созданы теория относительности и квантовая механика. Особенно большую роль сыграла квантовая механика. Эту теорию вообще невозможно понять, если не напоминать себе постоянно, что она представляет собой лишь языковую модель микромира, а не изображение того, как он выглядел бы «на самом деле», если бы можно было бы увидеть в микроскоп с чудовищным увеличением, и что такого изображения нет и быть не может. Поэтому представление о теории как о языковой модели действительности стало составной частью современной физики, стало необходимым физикам для успешной работы. В результате среди физиков стало меняться и внутреннее отношение к характеру своей деятельности. Если раньше физик-теоретик ощущал себя открывателем чего-то существовавшего до него и независимо от него, подобно мореплавателю, открывающему новые земли, то сейчас он ощущает себя, скорее, создателем чего-то нового, подобно мастеру, искусно владеющему своей профессией и создающему новые здания, машины, инструменты. Это изменение проявилось даже в оборотах речи. О Ньютоне говорят по традиции, что он «открыл» исчисление бесконечно малых и небесную механику; о современном ученом скажут, что он «создал», или «предложил», или «разработал» новую теорию; выражение «открыл» прозвучит архаично. Это, конечно, нисколько не ущемляет достоинства теоретиков, ибо созидание – занятие не менее почетное и вдохновляющее, чем открытие.
Почему же квантовая механика потребовала осознания «языковости» теорий?
Согласно первоначальной атомистической концепции атомы представлялись просто очень маленькими частицами вещества, маленькими тельцами, имеющими, в частности, определенную форму и цвет, от которых зависят физические свойства и цвет больших скоплений атомов. Атомная физика начала XX в. перенесла понятие атома («неделимый») на элементарные частицы - электроны и протоны (к которым вскоре добавился нейтрон), а слово «атом» стало обозначать конструкцию, состоящую из атомного ядра (оно, по первоначальной гипотезе, являлось скоплением протонов и электронов), вокруг которого вращаются электроны, как планеты вокруг Солнца. Такое представление о строении вещества считалось гипотетическим, но чрезвычайно правдоподобным. Сама гипотетичность понималась в том смысле, о котором мы говорили выше: планетарная модель атома должна быть либо истинной, либо ложной. Если она истинна (а в этом почти не было сомнений), то электроны - это «на самом деле» маленькие частички вещества, которые описывают определенные траектории вокруг ядра. Правда, по сравнению с атомами древних элементарные частицы уже стали утрачивать некоторые, казалось бы, совершенно необходимые для частиц вещества свойства. Стало ясно, что понятие цвета совершенно неприменимо к электронам и протонам; не то, чтобы мы не знали, какого они цвета, а просто вопрос этот не имеет смысла, ибо цвет есть результат взаимодействия со светом по крайней мере атома в целом, а точнее - скопления многих атомов. Возникали также сомнения относительно понятий о форме и размерах электронов. Но святая святых представления о материальной частице - наличие у частицы в каждый момент времени определенного положения в пространстве - оставалось несомненным и само собой разумеющимся.
13.6. Соотношение неопределенностей
Квантовая механика разрушила это представление. Она была вынуждена это сделать под напором новых экспериментальных данных. Оказалось, что элементарные частицы ведут себя при определенных условиях не как частицы, а как волны, но при этом они не «размазываются» по большой области пространства, а сохраняют свои малые размеры и свою дискретность, размазывается же лишь вероятность их обнаружения в той или иной точке пространства.
Рис. 13.1. Дифракция электронов
Рассмотрим в качестве иллюстрации . На нем изображена электронная пушка, посылающая электроны определенного импульса на диафрагму, за которой расположен экран. Диафрагма сделана из непрозрачного для электронов материала, но имеет два отверстия, через которые электроны и попадают на экран. Экран покрыт веществом, которое светится под действием электронов, так что в том месте, куда попал электрон, происходит вспышка. Поток электронов из пушки достаточно редкий, так что каждый электрон проходит через диафрагму и фиксируется на экране независимо от других. Расстояние между отверстиями в диафрагме во много раз больше размеров электронов, полученных любыми оценками, но сравнимо по порядку с величиной h /p , где h - константа Планка, а p - импульс электрона, т. е. произведение его скорости на массу.
Таковы условия эксперимента. Результатом его является распределение вспышек на экране. Первый вывод из анализа результатов эксперимента таков: электроны попадают в различные точки экрана, и предсказать, в какую точку попадет каждый электрон, невозможно, можно только предсказать вероятность попадания в ту или иную точку, т. е. среднюю плотность вспышек после попадания в экран очень большого числа электронов.
Но это еще полбеды. Можно представить себе, что различные электроны пролетают в разных местах отверстий в диафрагме, испытывают различной силы влияния со стороны краев отверстий и поэтому отклоняются по-разному. Настоящие неприятности возникают тогда, когда мы начинаем исследовать среднюю плотность вспышек на экране и сравнивать ее с теми результатами, которые получаются, когда мы закрываем одно из отверстий в диафрагме. Если электрон - это маленькая частица материи, то, попадая в район диафрагмы, он либо поглощается, либо проходит через одно из двух отверстий. Так как отверстия диафрагмы расположены симметрично относительно электронной пушки, в среднем половина электронов проходит через каждое отверстие. Значит, если мы закроем одно из отверстий и пропустим через диафрагму миллион электронов, а затем закроем второе отверстие, но откроем первое и пропустим еще миллион электронов, то мы должны получить такую же среднюю плотность вспышек, как если бы мы пропустили через диафрагму с двумя отверстиями два миллиона электронов. Но оказывается, что это не так! При двух отверстиях распределение получается иным, оно содержит максимумы и минимумы, как при дифракции волн.
Рассчитать среднюю плотность вспышек можно с помощью квантовой механики, связав с электронами так называемую волновую функцию, представляющую собой некое воображаемое поле, интенсивность которого пропорциональна вероятности наблюдаемых событий.
У нас отняло бы слишком много места описание всех попыток согласовать представление об электроне как об «обычной» частице (такие частицы стали называть классическими в отличие от квантовых) с экспериментальными данными об их поведении. Этому вопросу посвящена обширная литература, как специальная, так и популярная. Все такие попытки оказались безуспешными. Выяснились следующие две вещи.
Во-первых, если одновременно измеряется координата квантовой частицы (любой, не обязательно электронов) по некоторой оси х и импульс в этом направлении р , то ошибки измерения, которые мы обозначим через x ; и p соответственно, подчиняются соотношению неопределенностей Гейзенберга:
∆x × ∆p ≥ h .
Никакими ухищрениями обойти это соотношение нельзя. Чем точнее мы пытаемся измерить координаты, тем больше оказывается разброс по величине импульса р , и наоборот. Соотношение неопределенностей есть универсальный закон природы, но, так как постоянная Планка h весьма мала, при измерениях с телами макроскопического размера оно роли не играет.
Во-вторых, представление о том, что на самом деле квантовые частицы движутся по каким-то вполне определенным траекториям, т. е. в каждый момент времени на самом деле имеют вполне определенные координату и скорость (а значит, и импульс), которые мы просто не можем точно измерить, наталкивается на непреодолимые логические трудности. Напротив, принципиальный отказ от приписывания квантовой частице реальной траектории и принятие положения, что самое полное описание состояния частиц - это задание ее волновой функции, приводят к логически безупречной, а математически простой и изящной теории, которая блестяще согласуется с экспериментальными фактами; в частности, из нее немедленно вытекает соотношение неопределенностей. Эта теория - квантовая механика. В уяснении физических и логических основ квантовой механики и в ее философском осмыслении главную роль сыграла деятельность крупнейшего ученого-философа нашего времени Нильса Бора (1885–1962).
13.7. Наглядные и знаковые модели
Итак, у электрона не существует траектории. Самое большое, что можно сказать об электроне, - это указать его волновую функцию, квадрат которой даст нам вероятность обнаружения электрона вблизи той или иной точки пространства. В то же время мы говорим, что электрон - материальная частица определенных (и очень маленьких) размеров. Смешение этих двух представлений, которого потребовали опытные факты, оказалось делом очень нелегким, и до сих пор все еще находятся люди, которые отвергают обычную интерпретацию квантовой механики (принятую вслед за школой Бора подавляющим большинством физиков) и желают во что бы то ни стало вернуть квантовым частицам их траекторию. Откуда же такая настойчивость? Ведь экспроприация у электронов цвета прошла совершенно безболезненно, а с логической точки зрения признание неприменимости к электрону понятия траектории принципиально ничем не отличается от признания неприменимости понятия цвета. Различие здесь в том, что при отказе от понятия цвета мы проявляем известную долю лицемерия. Мы говорим, что у электрона нет цвета, а сами представляем его в виде этакого серенького (или блестящего - это дело вкуса) шарика. Отсутствие цвета мы заменяем на произвольный цвет, и это нисколько не мешает использованию нашей модели. По отношению к положению в пространстве этот фокус не проходит. Представление об электроне, который в каждый момент где-то находится, мешает пониманию квантовой механики и приходит в противоречие с опытными данными. Здесь мы вынуждены полностью отказаться от наглядно-геометрического представления о движении частицы. Это и вызывает болезненную реакцию. Мы настолько привыкли соединять пространственно-временную картину с истинной реальностью, с тем, что существует объективно и независимо от нас, что нам очень трудно поверить в объективную реальность, которая не укладывается в эти рамки. И мы снова и снова спрашиваем себя: но ведь если электрон не «размазан» в пространстве, то на самом деле он где-то должен находиться?
Нужна упорная работа мысли, чтобы признать и прочувствовать бессмысленность этого вопроса. Прежде всего, надо отдать себе отчет в том, что все наши знания и теории суть вторичные модели действительности, т. е. модели первичных моделей, каковыми являются данные чувственного опыта. Эти данные несут на себе неизгладимый отпечаток устройства нашей нервной системы, а так как пространственно-временные понятия заложены в самых нижних этажах нервной системы, все наши ощущения и представления, все продукты нашего воображения не могут выйти за рамки пространственно-временных картин. Тем не менее, эти рамки можно до известной степени расширить. Но это надо делать не путем иллюзорного движения «вниз» к объективной действительности, «какая она есть независимо от наших органов чувств», а путем движения «вверх», т. е. построения вторичных знаковых моделей действительности.
Разумеется, знаки теории сохраняют непрерывное пространственно-временное бытие, как и первичные данные опыта. Но в отношениях между теми и другими, т. е. в семантике теории, мы можем позволить себе значительную свободу, если будем руководствоваться логикой новых экспериментальных фактов, а не привычной пространственно-временной интуицией. И мы можем построить такую знаковую систему, которая в своем функционировании никак не связана наглядными представлениями, а подчинена единственно условию адекватного описания действительности. Квантовая механика и является такой системой. Квантовая частица в этой системе - не серенький или блестящий шарик и не геометрическая точка, а некоторое понятие, т. е. функциональный узел системы, который вместе с другими узлами обеспечивает описание и предвидение реальных опытных фактов: вспышек на экране, показаний приборов и т. д.
Возвратимся к вопросу о том, как «на самом деле» движется электрон. Мы видели, что из-за соотношения неопределенностей эксперимент в принципе не может дать на него ответа. Значит, в качестве «внешней части» физической модели действительности этот вопрос бессмыслен. Остается приписать ему чисто теоретический смысл. Но тогда он теряет непосредственную связь с наблюдаемыми явлениями и выражение «на самом деле» становится чистым надувательством! Всегда, когда мы выходим за пределы сферы восприятия и объявляем, что «на самом деле» имеет место то-то и то-то, мы движемся не вниз, а вверх - строим пирамиду языковых объектов и только вследствие обмана зрения нам кажется, что мы углубляемся в область, лежащую ниже чувственного опыта. Выражаясь метафорически, плоскость, отделяющая чувственный опыт от реальности, является абсолютно непроницаемой и, пытаясь разглядеть, что под нею, мы видим лишь перевернутое отражение пирамиды теорий. Это не значит, что истинная реальность непознаваема и наши теории не являются ее моделями; надо помнить только, что все эти модели лежат по сию сторону чувственного опыта и бессмысленно сопоставлять отдельным элементам теорий призрачные «реальности» по ту сторону, как это делал, например, Платон. Представление об электроне как о маленьком шарике, движущемся по траектории, - такая же конструкция, как и сцепление знаков квантовой теории. Оно отличается только тем, что включает пространственно-временную картину, которой мы по привычке приписываем призрачную реальность с помощью бессмысленного в данном случае выражения «на самом деле».
Переход к сознательному построению знаковых моделей действительности, не опирающихся на какие-либо наглядные представления о физических объектах, - большое философское завоевание квантовой механики. Фактически физика стала знаковой моделью со времен Ньютона и именно своей знаковости она была обязана успехами (численные расчеты); однако наглядные представления присутствовали в качестве необходимого элемента. Теперь они стали необязательными, и это расширило класс возможных моделей. Те, кто хотят во что бы то ни стало вернуть наглядность, хотя видят, что теория лучше работает без нее, призывают на деле просто к сужению класса моделей. Вряд ли им это удастся. Их можно сравнить с тем чудаком, который в паровоз запрягал лошадь, ибо хотя он и видел, что повозка движется без лошади, признать такое положение нормальным было выше его сил. Знаковые модели - это паровоз, который вовсе не нуждается в лошади наглядных представлений для каждого из своих понятий.
13.8. Крушение детерминизма
Второй важный результат квантовой механики, имеющий общефилософское значение, - это крушение детерминизма. Детерминизм - это понятие философское. Этим именем называют воззрение, согласно которому все события, происходящие в мире, имеют вполне определенные причины и происходят с необходимостью, т. е. не произойти не могут. Попытки уточнить это определение обнаруживают в нем логические дефекты, которые мешают точной формулировке этого воззрения в виде научного положения без введения каких-либо дополнительных представлений об объективной реальности. В самом деле, что значит «события имеют причины»? Разве можно указать какое-то «конечное» число причин данного события и сказать, что других причин нет? И что значит, что событие «не могло не произойти»? Если только то, что оно произошло, то утверждение обращается в тавтологию.
Однако философский детерминизм может получить более точное истолкование в рамках научной теории, претендующей на универсальное описание реальности. И действительно, он получил такое истолкование в рамках механицизма - научно-философской концепции, возникшей на базе успехов классической механики в приложении к движениям небесных тел. Согласно механистической концепции мир - это трехмерное евклидово пространство, заполненное множеством элементарных частиц, которые движутся по некоторым траекториям. Между частицами действуют силы, зависящие от их расположения друг относительно друга, а движение частиц подчиняется законам механики Ньютона. При таком представлении о мире его точное состояние (т. е. координаты и скорости всех частиц) в некоторый фиксированный момент времени однозначно определяет точное состояние мира в любой другой момент. Знаменитый французский математик и астроном П.Лаплас (1749–1827) выразил это положение следующими словами:
Ум, которому были бы известны для какого-либо данного момента все силы, одушевляющие природу, и относительное положение всех ее составных частей, если бы вдобавок он оказался достаточно обширным, чтобы подчинить эти данные анализу, обнял бы в одной формуле движения величайших тел Вселенной наравне с движениями мельчайших атомов: не осталось бы ничего, что было бы для него недостоверным, и будущее, так же как и прошедшее, предстало бы перед его взором .
Эта концепция получила название лапласовского детерминизма . Она является законным и неизбежным следствием механистической концепции мира. Правда, с современной точки зрения формулировка Лапласа нуждается в некотором уточнении, так как мы не можем признать законными понятия всеведущего разума и абсолютной точности измерения. Но ее легко модернизировать, практически не меняя смысла. Мы говорим, что если известны с достаточной точностью координаты и импульсы всех частиц в достаточно большом объеме пространства, то можно рассчитать поведение любой системы в любом заданном интервале времени с любой заданной точностью. Из этой формулировки, как и из первоначальной формулировки Лапласа, можно сделать вывод, что все будущие состояния Вселенной предопределены. Неограниченно повышая точность и охват измерений, мы неограниченно удлиняем сроки предсказаний. Так как никаких принципиальных ограничений на точность и охват измерений, т. е. таких ограничений, которые вытекали бы не из ограниченности человеческих возможностей, а из природы объектов измерения, не существует, мы можем представить себе предельный случай и заявить, что на самом деле все будущее мира определено уже сейчас и абсолютно однозначно. Здесь выражение «на самом деле» приобретает вполне отчетливый смысл; наша интуиция легко признает законность этого «на самом деле» и сопротивляется его дискредитации.
Итак, механистическая концепция мира приводит к представлению о полной детерминированности явлений. Но это противоречит субъективному ощущению свободы выбора, которым мы обладаем. Отсюда два выхода: признать ощущение свободы выбора «иллюзорным» или же признать механистическую концепцию негодной в качестве универсальной картины мира. Сейчас уже трудно сказать, в какой пропорции разделялись на эти две точки зрения мыслящие люди «доквантовой» эпохи. Если подходить к вопросу с современной позиции, то, даже не зная ничего о квантовой механике, надо решительно встать на вторую точку зрения. Мы понимаем сейчас, что механистическая концепция, как и любая иная концепция, является лишь вторичной моделью мира по отношению к первичным данным опыта, поэтому непосредственные данные опыта всегда обладают приоритетом перед любой теорией. Ощущение свободы выбора есть первичный опытный факт, как и другие первичные факты духовного и чувственного опыта. Теория не может отвергнуть этого факта, она может лишь сопоставить с ним какие-то новые факты - процедура, которую мы при выполнении определенных условий называем объяснением факта. Объявить свободу выбора «иллюзорной» так же бессмысленно, как объявить человеку, у которого болит зуб, что его ощущение «иллюзорно». Зуб может быть совершенно здоров, а ощущение боли - быть результатом раздражения определенного участка мозга, однако от этого оно не становится «иллюзорным».
Квантовая механика разрушила детерминизм. Прежде всего, оказалось ложным представление об элементарных частицах как о маленьких тельцах, движущихся по определенным траекториям, а, следовательно, рухнула и вся механистическая картина мира - такая понятная, привычная и, казалось бы, совершенно несомненная. Физики XX в. уже не могут ясно и убедительно, как это умели физики XIX в., рассказать людям, что на самом деле представляет собой мир, в котором они живут. Но детерминизм рухнул не только как часть механистической концепции, но и как часть любой картины мира. В принципе можно было бы представить себе такое полное описание (картину) мира, которое включает лишь реально наблюдаемые явления, но дает однозначные предсказания всех явлений, которые когда-либо будут наблюдаться. Теперь мы знаем, что это невозможно. Мы знаем, что существуют ситуации, в которых принципиально невозможно предсказать, какое из множества мыслимых явлений осуществляется в действительности. Более того, эти ситуации являются согласно квантовой механике не исключением, а общим правилом; строго детерминированные исходы являются как раз исключением из правила. Квантово-механическое описание действительности - существенно вероятностное описание, а однозначные предсказания оно включает лишь как предельный случай.
В качестве примера рассмотрим опыт с дифракцией электронов, изображенный на . Условия опыта полностью определены, когда заданы все геометрические параметры установки и начальный импульс электронов, испускаемых пушкой. Все электроны, вылетающие из пушки и попадающие на экран, находятся в равных условиях и описываются одной волновой функцией. Между тем они поглощаются (дают вспышки) в разных точках экрана, и заранее предсказать, в какой точке даст электрон вспышку, невозможно; нельзя даже предсказать, отклонится ли он на нашем рисунке вверх или вниз, можно указать только вероятность попадания в различные участки экрана.
Позволительно, однако, задать вопрос: почему мы уверены, что если квантовая механика не может предсказать точку попадания электрона, то и никакая будущая теория не сможет сделать этого?
На этот вопрос мы дадим не один, а целых два ответа; вопрос вполне заслуживает такого внимания.
Первый ответ можно назвать формальным. Он таков. Квантовая механика основана на том принципе, что описание с помощью волновой функции является максимально полным описанием состояний квантовой частицы. Этот принцип в виде вытекающего из него соотношения неопределенностей подтвержден огромным числом экспериментов, интерпретация которых содержит понятия только низкого уровня, непосредственно связанные с наблюдаемыми величинами. Выводы квантовой механики, включающие более сложные математические расчеты, подтверждены еще большим числом экспериментов. И нет решительно никаких указаний на то, что мы должны усомниться в этом принципе. Но он равнозначен невозможности предсказаний точного исхода опыта. Например, чтобы указать точку на экране, куда попадает электрон, надо знать о нем больше, чем дает волновая функция.
Второй ответ мы начнем с того, что попытаемся понять, почему нам никак не хочется согласиться с невозможностью предсказания точки, куда попадет электрон. Столетия развития физики приучили людей к мысли, что движение неодушевленных тел регулируется исключительно внешними по отношению к ним причинами и что путем достаточно тонкого исследования эти причины можно всегда обнаружить, подсмотреть их. Это убеждение было вполне оправдано, пока считалось возможным подсматривать за системой, не влияя на нее, что имело место в опытах над макроскопическими телами. Представьте себе, что на рассеиваются не электроны, а пушечные ядра и что вы изучаете их движение. Вы видите, что в одном случае ядро отклоняется вверх, а в другом - вниз, и вы не желаете верить, что это происходит само по себе, а убеждены, что различие в поведении ядер объясняется какой-то реальной причиной. Вы снимаете полет ядра на кинопленку или предпринимаете еще какие-то действия и, в конце концов, находите такие явления A 1 и A 2 , связанные с полетом ядра, что при наличии A 1 ядро отклоняется вверх, а при наличии A 2 - вниз. И вы говорите, что A 1 - причина отклонения ядра вверх, а A 2 - причина отклонения вниз. Возможно, что ваша камера окажется несовершенной или вам просто надоест исследование и вы не найдете искомой причины. Но вы все-таки останетесь в убеждении, что на самом деле причина существует, т. е. если бы вы получше посмотрели, то явления A 1 и A 2 были бы обнаружены.
Как же обстоит дело в опыте с электронами? Вы снова видите, что электрон в одних случаях отклоняется вверх, в других - вниз и в поисках причины пытаетесь проследить за его движением, подсмотреть за ним. Но тут оказывается, что вы не можете подсмотреть за электроном, не влияя на его судьбу самым катастрофическим образом. Чтобы «увидеть» электрон, надо направить на него поток света. Но свет взаимодействует с веществом порциями, квантами, которые подчиняются тому же самому соотношению неопределенностей, что и электроны, и другие частицы. Поэтому с помощью света, а также с помощью любых других средств исследования выйти за пределы соотношения неопределенностей не удается. Пытаясь уточнить координату электронов с помощью фотонов, мы либо сообщаем ему такой большой и неопределенный импульс, который портит весь эксперимент, либо измеряем координату так грубо, что не узнаем о ней ничего нового. Таким образом, явлений A 1 и A 2 , т. е. причин, по которым электрон в одних случаях отклоняется вверх, а в других случаях вниз, не существует в действительности. А утверждение, что «на самом деле» какая-то причина есть, теряет всякий научный смысл.
Итак, существуют явления, у которых причин нет, точнее, существует ряд возможностей, из которых одна осуществляется без всякой причины. Это не значит, что принцип причинности вообще следует отбросить: в том же опыте если отключить электронную пушку, то вспышки на экране вообще исчезнут и причиной их исчезновения будет отключение пушки. Но это значит, что его надо существенно ограничить по сравнению с тем, как он понимался в классической механике и как он до сих пор понимается обыденным сознанием. У некоторых явлений причин нет, их надо принимать просто как нечто данное. Таков уж мир, в котором мы живем.
Второй ответ на вопрос о причинах нашей уверенности в существовании непредсказуемых явлений состоит в том, что с помощью соотношения неопределенностей мы уясняем себе не только массу новых фактов, но и природу того перелома в отношении причинности и предсказуемости, который происходит при вторжении в микромир. Мы видим, что вера в абсолютную причинность проистекала из молчаливого предположения о наличии бесконечно тонких средств исследования, «подсматривания» за объектом. Но, дойдя до элементарных частиц, физики обнаружили, что существует минимальный квант действия, измеряемый постоянной Планка, и это создает порочный круг при попытках детализировать сверх меры описание одной частицы с помощью другой. И абсолютная причинность рухнула, а вместе с ней и детерминизм. С общефилософской точки зрения представляется вполне естественным, что если не существует бесконечной делимости материи, то не существует и бесконечной детальности описания, так что крушение детерминизма представляется более естественным, чем если бы он сохранился.
13.9. «Сумасшедшие» теории и метанаука
Успехи квантовой механики, о которых мы говорили выше, относятся главным образом к описанию нерелятивистских частиц, т. е. частиц, движущихся со скоростями, много меньшими, чем скорость света, так что эффектами, связанными с теорией относительности (релятивистскими эффектами), можно пренебречь. Именно нерелятивистскую квантовую механику мы имели в виду, когда говорили о ее полноте и логической стройности. Нерелятивистская квантовая механика достаточна для описания явлений атомного уровня, но физика элементарных частиц высоких энергий требует создания теории, совмещающей идеи квантовой механики и теории относительности. До сих пор на этом пути достигнуты лишь частичные успехи; единой и последовательной теории элементарных частиц, объясняющей огромный материал, накопленный экспериментаторами, не существует. Попытки построить новую теорию путем непринципиальных исправлений старой теории не приводят к значительным результатам. Создание удовлетворительной теории элементарных частиц упирается в чрезвычайную своеобразность этой области явлений, происходящих как бы в совсем ином мире и требующих для своего описания совершенно необычных понятий, в самой основе расходящихся с привычной нам понятной схемой.
В конце 50-х годов Гейзенберг предложил новую теорию элементарных частиц, ознакомившись с которой Бор сказал, что она вряд ли окажется верной, потому что она «недостаточно сумасшедшая». Теория действительно не получила признания, а меткое замечание Бора стало известно всем физикам и даже попало в популярную литературу. Словечко «сумасшедшая» естественным образом ассоциировалось с эпитетом «странный», применяемым к миру элементарных частиц. Но означает ли «сумасшедшая» только «странная», «необычная»? Пожалуй, если бы Бор сказал «недостаточно необычная», афоризма не получилось бы. Слово «сумасшедшая» вносит оттенок «шальная», «взявшаяся неизвестно откуда» и блестяще характеризует нынешнюю ситуацию в теории элементарных частиц, когда всеми признается необходимость глубокой перестройки теории, но, как к ней приступить, неизвестно.
Возникает вопрос: неужели «странность» мира элементарных частиц, неприменимость к нему нашей интуиции, выработанной в макромире, обрекает нас отныне и навечно на блуждание в темноте?
Вдумаемся в природу возникших трудностей. Принцип создания формализованных языковых моделей действительности не пострадал при переходе к изучению микромира. Но если колесики этих моделей - физические понятия - брались в своей основе из нашего повседневного макроскопического опыта и лишь уточнялись путем формализации, то для нового «странного» мира нужны новые «странные» понятия, которые взять неоткуда и которые придется, следовательно, изготовлять заново, да еще и соединить их должным образом в целостную схему. На первом этапе исследования микромира одно из таких колесиков - волновая функция нерелятивистской квантовой механики - было изготовлено сравнительно легко, опираясь на уже существовавший математический аппарат, служивший для описания макроскопических явлений (механика материальной точки, механика сплошных сред, теория матриц). Физикам просто повезло: они нашли прообразы необходимого им колесика в двух (совершенно различных) колесиках макроскопической физики и составили из них «кентавра» - квантовое понятие волны-частицы.
Однако нельзя все время рассчитывать на везение. Чем глубже мы проникаем в микромир, тем сильнее отличаются необходимые понятия-конструкты от привычных понятий макроскопического опыта и тем меньше вероятность соорудить их с ходу, без всяких инструментов, без всякой теории. Следовательно, мы должны подвергнуть научному анализу саму задачу построения научных понятий и теорий, т. е. совершить очередной метасистемный переход . Чтобы квалифицированно построить определенную физическую теорию, нам нужна общая теория построения физических теорий (метатеория), в свете которой прояснится путь решения нашей конкретной задачи. Сравнение наглядных моделей старой физики с лошадью, а абстрактных знаковых моделей с паровозом, можно развить следующим образом. Лошади предоставлены в наше распоряжение природой. Они растут и размножаются сами по себе, и чтобы использовать их, не нужно знать их внутреннее устройство. Но паровоз мы должны построить сами. Для этого мы должны понять принципы его устройства и физические законы, лежащие в их основе, а также иметь какие-то инструменты для работы. Пытаясь построить теорию «странного» мира, не имея метатеории физических теорий, мы уподобляемся человеку, который задумал построить паровоз голыми руками или построить самолет, не имея представления о законах аэродинамики.
Итак, созрел очередной метасистемный переход. Физика требует... хочется сказать «метафизики», но, к счастью для нашей терминологии, нужная нам метатеория является таковой по отношению к любой естественнонаучной теории, имеющей высокую степень формализации, поэтому ее правильнее назвать метанаукой . Этот термин обладает тем недостатком, что создает впечатление, будто метанаука есть нечто, принципиально лежащее вне науки, в то время как в действительности новый уровень иерархии, создаваемый этим метасистемным переходом, надо, конечно, включить и в общее тело науки, расширяя тем самым это тело. Ситуация здесь такая же, как с термином метаматематика; ведь метаматематика - это тоже часть математики. Но поскольку термин «метаматематика» был все-таки принят, можно считать приемлемым и термин «метанаука». Впрочем, поскольку важнейшая часть метанаучного исследования - исследование понятий теории, можно предложить также термин концептология .
Основную задачу метанауки можно сформулировать так. Дана некая совокупность или некий генератор фактов. Каким образом построить теорию, эффективно описывающую эти факты и делающую правильные предсказания?
Если мы хотим, чтобы метанаука вышла за рамки общих рассуждений, то надо строить ее как полноценную математическую теорию, а для этого ее объект - естественнонаучная теория - должен предстать в формализованном (пускай упрощенном - такова цена формализации) виде, подвластном математике. Представленная в таком виде научная теория есть формализованная языковая модель, механизм которой составляет иерархическая система понятий - точка зрения, которую мы приводили на протяжении всей книги. С этой точки зрения создание математической метанауки представляется очередным и естественным метасистемным переходом, совершая который мы делаем предметом изучения формализованные языки в целом, причем не только в отношении их синтаксиса, но также - и главным образом - с точки зрения семантики, с точки зрения их приложения к описанию действительности. К этому шагу нас подводит весь путь развития физико-математической науки.
Впрочем, до сих пор мы в своих рассуждениях исходили из потребностей физики. А как обстоит дело с точки зрения чистой математики?
Если физики-теоретики знают, что им нужно, но сделать могут немного, то «чистых» математиков можно, скорее, упрекнуть в том, что они сделать могут много, но не знают, что им нужно. Нет спору, многие чисто математические работы нужны для придания связности и стройности всему зданию математики, и смешно было бы требовать от каждой работы немедленных «практических» приложений. Но все-таки математика создается для познания действительности, а не с эстетическими или спортивными целями, подобно шахматам, и даже самые высокие ее этажи нужны, в конечном счете, лишь постольку, поскольку они способствуют достижению этой цели.
Вероятно, рост здания математики ввысь нужен всегда и представляет собой безусловную ценность. Но математика разрастается также и вширь, и все труднее становится определить, что не нужно, а что нужно, и если нужно, то в какой степени. Математическая техника развита сейчас настолько, что сконструировать в рамках аксиоматического метода несколько новых математических объектов и исследовать их свойства стало чуть ли не таким же обыкновенным, хотя и не всегда легким делом, как для древнеегипетских писцов произвести вычисления над дробями. Но, кто знает, понадобятся ли эти объекты? Возникает потребность в теории приложения математики, а это по существу и есть метанаука. Следовательно, развитие метанауки - это направляющая и организующая задача по отношению к более конкретным математическим задачам.
До создания эффективной метанауки пока еще далеко. Сейчас трудно представить даже ее общие контуры. Чтобы они прояснились, необходимо выполнить еще много подготовительных работ. Физики должны овладеть «бурбакизмом», прочувствовать игру математических структур, которая приводит к возникновению богатых аксиоматических теорий, пригодных для детального описания реальности. Они должны вместе с математиками научиться раскладывать знаковые модели на отдельные кирпичики, чтобы складывать из них нужные им блоки. И, конечно, необходимо развитие техники проведения формальных выкладок над произвольными символьными выражениями (а не только числами) с помощью электронных вычислительных машин. Подобно тому, как переход от арифметики к алгебре происходит только после полного освоения техники арифметических вычислений, так и переход к теории создания произвольных символьных систем требует высокой техники действий над символьными выражениями, требует практического снятия проблемы выполнения громоздких формальных выкладок. Внесут ли новые методы вклад в разрешение тех конкретных трудностей, которые стоят сейчас перед теорией элементарных частиц, или же они будут раньше разрешены ручными, «дедовскими» методами, неизвестно, да это, в конце концов, и не важно, ибо, несомненно, появятся новые трудности. Так или иначе, вопрос о создании метанауки стоит на повестке дня. Рано или поздно он должен быть решен, и тогда люди получат новое оружие для покорения самых странных фантастических миров.
Bacon F. Novum Organum , Great books of the western world. Encyclopedia Britannica, 1955. Aphorism 95. P. 126.
Bacon F. Ор. cit. Aphorism 117. Р. 131.
Cм. сборник: Эйнштейн А. Физика и реальность . М.: Наука, 1965. Следующие ниже цитаты взяты также из этого сборника.
Frank P. Philosophy of science . Englewood Cliffs (New Jersey): Prentice-Hall, 1957.
Лаплас П. Опыт философии теории вероятностей . М., 1908. С. 9.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Экспериментальная наука Нового времени
Введение
Глава 1. Факторы формирования науки Нового времени
Глава 2. Организационные формы научной жизни
Заключение
Список использованных источников и литературы
Введение
Эпоха, определяемая как Новое время, характеризуется интенсивными изменениями в политической, социально-экономической, культурной жизни обширного региона. События эпохи - политические революции, промышленный переворот, появление гражданского общества, урбанизация, - повлияв на образ жизни человека, сформировали качественно иную ментальность, исторически новый стиль мышления (термин А. Койре).
Нововременная наука как продукт мировоззренческого «скачка» и одновременно его фактор, как способ осмысления новой социально-экономической ситуации принесла с собой изменение восприятия мира, смену фундаментальных философских концепций естествознания, трансформацию понимания научной деятельности.
Высказывались предложения рассматривать научную революцию XVI - XVII вв. как частный пример периодически повторяющихся научных революций. Мыслители-механицисты, согласно данной трактовке, воспроизвели устойчивый сценарий: усилиями отдельных ученых выясняется, что господствующая парадигма неадекватно описывает некоторые физические феномены, от нее отказываются и в итоге создают новую парадигму Кун Т. Структура научных революций. М.: Прогресс, 1977. С. 235 - 259. . Но остановимся на точке зрения, согласно которой перемены в «мыслительной зоне» европейского общества Нового времени были «исключительными»: по силе интеллектуального и эмоционального воздействия научная революция XVII в. представляла собой уникальное явление, с которым не может соперничать ни одна последующая «научная революция» Кенигсбергер Г. Европа раннего Нового времени. 1500 - 1789. М.: Весь мир, 2006. С. 226. . Воспользуемся несколько резкой и некорректной формулировкой: «естествознание в Европе до XVII в. находилось в зачаточном состоянии» Копелевич Ю.Х. Возникновение научных академий. Середина XVII - середина XVIII вв. Л.: Наука, 1974. С. 8. .
Именно в Новое время наука становится доминирующей формой постижения бытия Соломатин В.А. История науки. М.: Per se, 2003. С. 16. . Актуализируется более чем вековой процесс обретения наукой своих собственных категорий, методов, способов мышления и институтов. Социальное признание таких теоретических представлений науки Нового времени, как гелиоцентризм, атомизм или концепция бесконечного гомогенного пространства определяет «общественную потребность в их возникновении» Косарева Л.М. Социокультурный генезис науки Нового времени: философский аспект проблемы. М.: Наука, 1989. С. 7. .
Исследования, затрагивающие проблему возникновения науки нового времени, составляют обширный круг литературы. В хронологическом разрезе эволюция историографии естествознания и науки в целом представляет собой следующую схему: направление вектора воздействия от науки к обществу в рамках позитивизма (научные идеи включались позитивистами непосредственно в общественное развитие как детерминирующие его несколькими способами Принципы историографии естествознания: ХХ век. СПб.: Алетейя, 2001. С. 70.), господствовавшего в XIX и начале XX в. - идея параллельного развития науки и общества в середине XX столетия - поворот и движение вектора воздействия от общества к науке и даже «вторжение социальных характеристик в структуру научного знания и в историю научных идей» Там же. С. 76. , произошедший на рубеже 70 - 80-х гг. ХХ в. В симбиоз философии и истории науки, формулирующий когнитивную историю, проникает и утверждается социология истории науки, рассматривающая последнюю как элемент социокультурного пространства. В русле преодоления традиционной дихотомии внешнего (экстерналистский подход) и внутреннего (интерналистское направление) воздействия на науку в характерном для современной историографии стремлении к синтезу Принципы историографии естествознания: Теория и история. М.: Наука, 1993. С. 320. строится данная работа.
Работа основывается, в основном, на материале XVII в., затрагивая вторую половину XVI в. и первую половину XVIII в. Подобные хронологические рамки обусловлены определяющим влиянием традиции Возрождения, с одной стороны, и явлениями, относимыми к эпохе Просвещения, с другой.
Понятие «наука» как многоплановое включает в себя специализированную когнитивную деятельность, систему знаний и социальный институт. Структурное деление работы определяется выделением двух основных смысловых плоскостей: факторов формирования науки Нового времени и механизмов ее реализации, ее основных организационных форм.
Понятийный аппарат работы включает термины, используемые в контексте нововременной эпохи, когда любые научные занятия носили название «философии» (естественнонаучные - «натурфилософии»), в понятии «физики» могли совмещаться все науки о природе, а ученый обозначался как «натурфилософ», «физиолог», «виртуоз» Косарева Л.М. Указ. соч. С. 15. .
Факторы формирования науки Нового времени
наука новый гелиоцентризм атомизм
Появление в западной культуре феномена, обозначаемого понятием «нововременная наука», естественно, имеет в своей основе комплекс «разноотраслевых» факторов.
Высокая культурно-мировоззренческая значимость научных концепций («примерно до начала XIX в. мировоззренческий контекст развития научных идей имел преобладающее значение» Косарева Л.М. Указ. соч. С. 9.), их этическая нагруженность в восприятии современников заставляет обратиться к подготовившим интеллектуальный переворот событиям, находящимся в духовной сфере. Главным ориентиром слабо дифференцированного «тела» общественного сознания эпохи оставалась религия. Среди «пружин» перестройки европейской ментальности одно из наиболее заметных - влияние Реформации. Основной импульс для исследований связей религии и науки в эпоху ее генезиса был дан М. Вебером, Р. Мертоном См. Вебер М. Исследования по методологии науки. М.: ИНИОН, 1980; Мертон Р. Наука, технология и общество в Англии XVII в. М., 1978. . «Дух Реформации и дух экспериментальной науки обнаруживали тесное родство» Цит. по: Гайденко П.П. Эволюция понятия науки (XVII - XVIII вв.). М.: Наука, 1887. С. 191. : в рамках протестантизма вызрели когнитивные установки, которые составили основу нового мышления Юревич А.В. Психологические основания науки Нового времени // Вопросы истории естествознания и техники. 1998, № 2. С. 7. .
Одно из определяющих свойств науки Нового времени состоит в опоре на эксперимент. Утверждение эксперимента как ведущего научного метода во многом связано с утверждением нового отношения к труду, постулируемого протестантизмом. Реформация углубляет и расширяет движение по уничтожению границы, которая существовала между наукой как деятельностью по постижению сущего и практико-технической, ремесленной деятельностью, начатое в эпоху Возрождения. Выдвинутое протестантскими реформаторами идея равенства всех сфер деятельности, всех видов труда ведет за собой изменение общественной оценки занятий «механическими искусствами», росту социального престижа технической деятельности вообще, что создает условия для плодотворного общения «академически воспитанных ученных» и «верхнего слоя ремесленников» Косарева Л.М. Указ. соч. С. 26. . В среде образованных привилегированных слоев общества возникает идея «экспериментальной философии» (соединения ручного труда и учености)и интерес к занятиям ремесленников. Так, Галилей интересуется деятельностью венецианского арсенала и организует первую университетскую лабораторию; Гильберт воспроизводит опыты ремесленника Нормана; Декарт говорит о пользе ремесла: «сочетая искусство ремесленника с интеллектом философа, наука со временем породит бесконечное количество приспособлений, благодаря которым мы без всякого труда наслаждались бы плодами земли и всеми удобствами, какие на ней имеются» Декарт Р. Сочинения. М.: Мысль, 1989. Т. 1. С. 305. . Бэкон сравнивает познание с помощью нового научного метода с механической работой, облегчаемой специальными орудиями.
Эксперимент в отличие от простого случайного опыта или наблюдения начинает трактоваться как некий артефакт, как специальное создание искусственных условий, в которых явление, вырванное из естественных связей, могло бы явить некую закономерность (устойчивость своего бытия). Бойль, один из активнейших борцов за институционализацию экспериментальной науки в Англии, утверждал, что «экспериментальная философия может не только сама выиграть от проникновения в ремесла, но и в свою очередь содействовать их развитию» Цит. по: Бернал Дж. Наука в истории общества. М. 1956. С. 254. .
Важную роль в формировании экспериментальной науки сыграл также культ терпения, отсроченная мотивация, характерные для протестантизма. Экспериментальная наука предполагает довольно длительное ожидание результата - как, например, в случае Фарадея, который провел эксперимента, чтобы этот результат получить Юревич А.В. Указ. соч. С. 9. .
Естествознание XVII в. рисует образ материального мира, созданный в эпоху ранних буржуазных революций, концептуальными средствами, «заимствованными» из другой переходной эпохи - разложения античности (эпикурейство, стоицизм) и формирования раннефеодальных отношений (августинианство). Осмысление новой картины мира осуществлялось в терминах физики Эпикура (Гассенди, Чарлтон, Бойль, Ньютон) и стоиков (Декарт).
Схоластический образ разумного Космоса (включающий и физическое, и этическое измерение), образ, который на протяжении многих столетий выдерживал социальную «верификацию» в эпоху разрушения этой социальной основы теряет свою достоверность.
Сомнение в христианской аутентичности схоластической традиции породило поиски философии, отвечающей новому чувству христианской истины. и способной привести в соответствие знание о мире с изменившимся внутренним миром человека. Практически одновременно с неортодоксальными массовыми религиозными течениями (протестантизмом, янсенизмом, унитаризмом) в постреформационной Европе приобрели популярность оказавшиеся злободневными позднеантичные «индивидуалистические» философские системы (эпикуреизм, стоицизм, скептицизм Косарева Л.М. Указ. соч. С.41. .
Стоицизм, эпикуреизм и другие этические системы были связаны прочными узами с физикой, усматривая в ней свое "объективное" обоснование.
На волне исключительного по силе интереса к моральной философии (и вызванного им издания и многократного переиздания основных сочинений эпикурейцев и стоиков) возникло основательное знакомство европейской образованной публики с физическими идеями античности, альтернативными аристотелевским. К ним прежде всего относятся физика атомистов, континуалистская, строго детерминированная физика стоиков.
В противоположность схоластическому аристотелианству, разделявшему мироздание на качественно различающиеся уровни, в них делался акцент на качественном единстве физического мира. Основой данного единства и однородности выступали атомы - у эпикурейцев, Логос и пневма - у стоиков.
Популярность атомизма (эпикуреизма), по-видимому, обусловлена и культурно-историческими факторами, в частности тенденцией к «атомизации» самого общества XVII - XVIII вв.», вызревании индивидуалистической психологии. Социальные потрясения, подобные по силе 30-летней войне в Германии, максимально ускоряли процесс овеществления общественных отношений, а также атомизацию, автономизацию сознания индивида, явившуюся исходным пунктом гносеологических учений XVII в. «Протестантская идеология, явившись отражением социальной атомизации в эпоху становящегося капитализма, сама, в свою очередь стала мощным субъективным фактором усугубления этой атомизации» Косарева Л.М. Указ. соч. С.18. .
Связь между когнитивным и социальными феноменами - атомизмом и индивидуализмом - прочерчивается достаточно четко, что проявляется даже в этимологии этих терминов. Этический индивидуализм («индивидуум» - латинский перевод греческого «атом») и естественнонаучный атомизм (корпускуляризм) в XVII - начале XVIII вв. воспринимались как различные аспекты единого мироощущения, согласно которому основополагающими элементами природного и социального бытия являются самостоятельные индивиды (атомы, корпускулы), взаимодействие между которыми осуществляется внешне регулируемым, механическим образом и подчиняется жестким законам. Т.о. устройство общества запечатлелось в стиле мышления, обращенного на природу Юревич А.В. Указ. соч. С. 4. .
Возникшая тяга к эпикурейской атомистике, как в наибольшей степени удовлетворяющей новому мироощущению человека XVII в., вызвала к жизни потребность в социальной «реабилитации» учения, третировавшегося на протяжении всех средних веков. Кампания по «очистке» эпикурейского учения от «языческой скверны», процедура его «христианизации» была начата Гассенди, дискредитировавшим интеллектуальные достоинства и нравственный облик противника атомизма Аристотеля и создавшим этически привлекательный образ Эпикура в работах «Парадоксальные упражнения против аристотеликов», «О жизни и смерти Эпикура». Его деятельность была продолжена Чарлтоном, Бойлем и другими мыслителями; Ньютон же пользовался плодами этих усилий.
Атомистическая теория, - пишет Бойль, - «изобретенная Демокритом, Левкиппом, Эпикуром и их современниками <…> возрождена и с таким искусством прославлена в различных частях Европы учеными трудами Гассенди, Магненуса, Декарта и его учеников <…> и стала сейчас слишком значительной, чтобы не быть более осмеиваемой, и настолько значительной, чтобы заслуживать серьезного исследования Цит. по: Косарева Л.М. Указ. соч. С. 91. .
Усиленно проводимая версия негреческого - иудейского - происхождения атомистической концепции, совпадение с внедряемым идеологами протестантизма трактовка материального мира (отсутствие в природе субстанциальных качеств), необходимость реформационной идеологии в подходящей физической концепции, т.к. она по традиции, восходящей к античности, воспринималось как основа правильной этической системы, как продолжения и обоснования предлагаемой новой этической ориентации обусловили социальное санкцию атомистического механицизма.
Классической страной институционализации атомистическо-механистических идей явилась протестантская Англия, где атомизм из «кружкового» мировоззрения превратился в социально признанную концепцию.
Одна из отличительных черт реформационного учения - перенос центра тяжести с разума бога на его волю, понимаемую как основное определение природы бога как творца. Волюнтаристская установка в теологии предполагает, что Бог творит мир совершенно свободно, а не по рациональной необходимости. Если все в мире определено в конце концов исключительно божьей волей, не знающей никаких пределов и превосходящих ее разумных оснований, тогда, чтобы понимать такой мир, необходим прежде всего опыт, эксперимент, испытание. Эксперимент оказывается неотъемлемой конститутивной частью нового естествознания, логически необходимой его характеристикой, если весь мир, все явления в нем мыслятся определенными в конечном счете абсолютно свободной во всем, рационально непостижимой божьей волей Визгин В.П. Эксперимент и чудо: религиозно-теологический фактор генезиса науки Нового времени // Вопросы истории естествознания и техники. 1995, № 3. С. 4. . Априорная дедукция в природознании (например, утверждение Ван-Гельмонта о том, что бог создал лекарства от всех болезней), по Бойлю, не имеет теологического оправдания, она даже оскорбляет божественное достоинство, которое мы соблюдем лучше, если отбросим подобные схемы и будет опытным путем изучать природу (в частности вопрос о том, какие именно лекарства существуют в природе, а каких в ней нет). Образ благочестия, который усваивает себе Бойль, требует именно смиренного эмпиризма, выжидательной экспериментальной установки Визгин В.П. Указ. соч. С. 9. . Антирационалистическая установка прослеживается уже в апологии эмпирического исследования Ф. Бэкона: задетый грехопадением и впавший в непомерную гордыню, разум загораживает своими грубыми схемами реальность вещей.
Убеждения Бойля и Локка, как правило, оцениваются как радикальный эмпиризм, противопоставляется которым, не менее радикальный рационализм Лейбница. Срединная, умеренная позиция принадлежит Декарту, оценивавшему эксперимент как средство выбора конкретного механизма определенного явления в случае, если дедукция предоставляет несколько возможных: «Что касается опытов, то я заметил, что они тем более необходимы, чем дальше мы продвигаемся в познании» Декарт Р. Указ. соч. С. 306. .
В целом, волюнтаристскую установку в теологии можно считать одной из главных предпосылок легитимации экспериментального метода, получения им статуса методологической базы знания Визгин В.П. Указ. соч. С. 8. .
В XVII в. осуществляется механизация картины мира: вытеснение схоластического представления о материальном мире как иерархически упорядоченном организме, как о материи, одушевляемой "изнутри" субстанциональными качествами, иным представлением о мире как об однородном, неодушевленном, мертвом веществе, частицы которого взаимодействуют по чисто механическим законам. Происходит замена образа мира как организма представлением об Универсуме как механизме Критическая работа по деантропоморфизации, девитализации представлений о материи, наделяемой схоластами внутренней жизнью, стремлениями, целеполаганием, была начата идеологами Реформации: Лютером и Кальвином утверждается всемогущество надприродного бога и «несамостоятельность» природы - косной, пассивной исполнительницы живого Слова божия. 75 Волей Бога установлены в мироздании неизменные, вечные законы, заведен "часовой механизм" Вселенной.
Концепция физического мира эпикурейцев (атомы и пустоты) и стоиков (жестко детерминированный мир, заполненный непрерывной средой - пневмой), сплавленные с представлением о физическом мире реформаторов (абсолютно пассивная материя, подчиняющаяся божественному предопределению) явились той концептуальной основой, из которой выросла механическая картина мира Декарта, Гоббса, Бойля, Ньютона.
В сочинении «Некоторые соображения о пользе экспериментальной натуральной философии», впервые опубликованном в 1663 г., Бойль выдвигает против аристотелианского объяснения поведения воды в торичеллевской пустоте (т.е. в запаянной и опрокинутой в жидкость трубке) механистические аргументы. Аристотелики объясняют поднятие столба жидкости в указанном опыте тем, что «природа боится пустоты», что наделяет воду в трубке разумной силой, способной поднимать воду для определенной цели. Согласно Бойлю, подъем воды в трубке происходит за счет разности в давлениях газа внутри и вне трубки Косарева Л.М. Указ. соч. С. 105. .
Аристотелианцы, объясняя причину падения тяжелых тел не землю, указывали на стремление тел двигаться к центру земли. В этой связи Гоббс пишет: «Как будто бы камни и металлы подобно людям имеют желание и могут наметить место, где бы им хотелось быть, или будто бы эти тела в отличие от людей любят покой, или будто кусок стекла чувствует себя в окне менее удобно, чем после падения на улицу» Гоббс Т. Избранные произведения. М.: Мысль, 1965. Т. 2. С. 646. .
Идея механистичности природы тесно связана у механицистов XVII в. с признанием уникальности человека в тварном мире, с признанием его нравственной ответственности за себя и за творение в целом. Бойль писал: «Я не знаю ни единой вещи в природе, которая состояла бы из материи и субстанции, отличной от материальной, за исключением человека; лишь он создан из имматериальной формы и человеческого тела». В силу своего уникального положения в мироздании человек является единственным сознательным, разумным, нравственно ответственным существом. Поэтому именно человеку вменена «обязанность» заботы о спасении и дано право познавать природу и господствовать над нею. Бойлю «удалось запятнать схоластическую физическую теорию причастностью к ереси, а также удалось оправдать свою корпускулярную философию тем, что она избегает еретических импликаций, свойственных схоластической альтернативе» Цит. по: Косарева Л.М. Указ. соч. С. 106. .
Рассматриваемое отдельно от Творца, творение, жестко подчиненное законам, исходящим из единого божественного источника, - природа - в целом приобретает черты единства, однородности, унифицированности. Так представляемый мир может быть в принципе измерен и исчислен.
Кроме того, появление чувства выделенности и даже отчужденности от природы сделали впервые допустимой идею применения к познанию природы искусственных, технических приемов.
Условия девальвации традиционных ценностей, крушения основных жизненных устоев имели следствием весьма дискомфортное состояние человека, побуждавшее искать способы обновления жизни. Реформация выразила это настроение в программе целенаправленной перестройки всего жизненного уклада на основе контроля разума над аффектами, т.к. именно в отсутствии подобной дисциплины виделись основные причины происходящего Юревич А.В. Указ. соч. С. 5. .
По убеждению человека XVII в., в природе, в божественном творении в отличие от человеческого общества царит согласие:
Зачем вся тварь господня служит нам,
Зачем Земля нас кормит и Вода,
Когда любая из стихий чиста,
А наши души с грязью пополам? Европейская поэзия XVII века. М.: Худож. лит, 1977. С. 522.
О, как прекрасен лик
Природы, как он чист!
Он так послушен, тих Там же. С. 536 - 537. .
(Дж. Герберт)
Возникает идея самоконтроля посредством познания природы Юревич А.В. Указ. соч. С. 5. . «Знать природу, чтобы правильно жить» - эту максиму Эпикура и стоиков полностью разделяет и Декарт: «Даже среди наиболее печальных явлений и тягчайших скорбей всегда можно оставаться довольным, поскольку будешь пользоваться разумом» Декарт Р. Указ. соч. С. 239. .
Декарт был уверен, что если люди поймут принципы существования природы, изложенные им в «Началах (философии)» и других работах, то они образумятся, перестанут пребывать в хаосе аффектов, и станут жить в согласии с «тихой» природой. Для Декарта постижение абсолютно детерминированного хода природных процессов является важным средством для избавления себя от вздорных, пустых мыслей и никчемных желаний. Законы природы выступают «воспитателем» добродетелей сдержанности, мужества, последовательности, ответственности. «Я не мог бы ни ограничить моих желаний, ни обрести довольство, если бы не следовал путем, который... вел меня к приобретению всех познаний, к каким я способен» Декарт Р. Указ. соч. С. 279. .
Человек XVII в. стремится обрести власть над стихийной жизнью своего сознания, опираясь при этом на опыт позднеантичной философии, стремление сознательную методичность жизни и познания противопоставить способу существования по принципу «автоматизма» Косарева Л.М. Указ. соч. С. 50. .
Порожденная протестантизмом прагматическая установка в отношении природы отобразилась в прагматическом отношении к самой науке. «Тот, кто считает, что целью всякой науки является ее практическая полезность, безусловно прав» Цит. по: Юревич А.В. Указ. соч. С. 7. - писал Ф.Бэкон. Цель знания - служение благу людей, в чем тоже проявляется забота Бога о нас. «Науки, - говорит Мерсенн, - неполноценны, если они не применяются в практической жизни, так как Бог дал их нам для того, чтобы ими пользоваться» Цит. по: Визгин В.П. Указ. соч. С. 11. . Ученый, по Мерсенну, это инженер-механик, конструктор-практик, и в этом он подражает Богу - величайшему Инженеру, Творцу машины мира.
Параллельно развивается прагматичное отношение к занятиям наукой, в чем также сказалось влияние протестантизма и стимулированного им развития товарно-денежных отношений. В результате научная деятельность превратилась в разновидность труда, приносящего полезный для общества результат. Охарактеризовав ее как «подлинный труд», Ф. Бэкон оформил десакрализацию научного познания, во многом, лишив ее статуса «особого» занятия. Наука Нового времени превратила носителей учености в научных работников Юревич А.В. Указ. соч. С. 10. .
Связь между наукой и протестантской религией была косвенной и неоднозначной.
Р. Мертон выделяет три основных направления трансформации протестантских ценностей в базовые установки исследовательского труда. Первое состоит в том, что распространение протестантской этики создало в обществе «психологическое давление в направлении определенных образцов мышления и поведения». Второе охватывает личное влияние людей, воспитанных в протестантской культуре. Например, подавляющее большинство членов Королевского общества Великобритании, в котором собственно, зарождалась наука Нового времени, были пуританами. Третий путь воздействия протестантизма на науку пролегает через систему образования. Протестанты закрепились во всех крупнейших университетах и других образовательных центрах - как в Британии, так и в континентальной Европе, завоевали там доминирующие позиции, утвердили систему образования, основанную на приоритете науки, техники и ремесел, и вытеснили католическую систему образования, базировавшуюся на теологии, схоластике, тренировке в ораторском искусстве и изучении «мертвых» языков Юревич А.В. Указ. соч. С. 11. .
Позиции идеологов протестантизма охарактеризованы следующим образом: «Лютер был в лучшем случае безразличен к науке», «Кальвин имел к ней двойственное отношение». Кальвин «с подозрением относился к светской учености: он признавался, что предпочел бы истребить все науки, если бы они являлись причиной охлаждения христианского благочестия» Цит. по: Косарева Л.М. Указ. соч. С. 78. .
Не сама по себе протестантская религия породила науку, а протестантская этика, которая, хотя и находилась в тесной связи с соответствующей религиозной доктриной, но, в то же время, обладала достаточной автономией от нее, и не столько выражала религиозные догматы, сколько «лишь артикулировала базовые ценности того времени» Цит. по: Юревич А.В. Указ. соч. С. 11. , которые воплощались в системы научного знания не только протестантами - например, Р.Декартом. В результате система установок, из которых выросла наука Нового времени, была «непреднамеренным и во многом непредвиденным следствием религиозной этики, созданной лидерами Реформации» Цит. по: Юревич А.В. Указ. соч. С. 11. . Нововременная наука оказалась неизбежным, но побочным продуктом того, к чему стремились реформаторы.
Тезис об определяющей роли «герметического импульса» в генезисе науки Нового времени принадлежит Ф.Йейтс Йейтс Ф. Джордано Бруно и герметическая традиция. М.: Новое литературное обозрение, 2000. .
«Герметические науки» - алхимия, астрология, магия - влиятельное интеллектуальное течение в Европе, получившее наибольшее развитие в традиции Ренессанса и сохранявшее свою популярность в XVII в. 28
С одной стороны, натурализм Возрождения был средством для того, чтобы расшатать авторитет схоластической традиции, перипатетической науки университетов. На этом пути натурфилософы выдвигали порой новые идеи, поддерживая смелые научные новации (например, инфинитист Бруно был пламенным пропагандистом коперниканства). Но, несмотря на это, натурфилософия Возрождения в целом представляла собой скорее «эпистемологическое препятствие» (выражение Башляра) новой науке, чем служила ее развитию и оформлению Визгин В.П. Указ. соч. С. 12. .
Герметическая и нововременная философия противоречат друг другу «методологически». В трудах апологетов герметизма, например, Помпонацци, магия натурализируется, магическая беспредельность возможностей, отнятая у профессиональных магов и колдунов, с одной стороны, у демонов и ангелов - с другой, приписывается самой природе. Природа, которой приписано всемогущество, не оставляет значимого места Богу, и не нуждается в исследовании экспериментальным методом. Для мыслителей-механицистов паннатурализм представлял собой равно и антирелигию, и антинауку и апология христианства сливается с апологией новой механистической науки (например, у Мерсенна).
Кроме того, магический натурализм был бесперспективен с точки зрения возможности его официального социального признания, формальной институционализации.
Герметическое «антихристианство» послужило всеобщему брожению умов в эпоху Ренессанса, стало одним из факторов отхода от схоластической традиции, но науки не создало и не могло создать Визгин В.П. Указ. соч. С. 17. .
Еще одной концепцией определяющей роли религии в генезисе науки Нового времени является теория С. Яки, согласно которой решающая роль в формировании последней принадлежит католичеству и схоластической традиции.
Дополнительное преимущество научной деятельности, по Гассенди, состоит в том, что свободное философское исследование приводит к величайшему спокойствию духа и счастью Кенигсбергер Г. Указ. соч. С. 222. . Актуализация науки может трактоваться как глобальная реакция общества на массовый невроз, обусловленный социальными потрясениями эпохи, исходя из того, что наука позволяет объяснить и упорядочить мир и, таким образом, редуцировать массовое беспокойство, порождаемое ощущением его неуправляемости и неопределенности. Наука является одним из основных средств упорядочивания мира - посредством его объяснения и сведения бесконечного многообразия индивидуальных явлений к ограниченному ряду общих законов - и в этом качестве действительно может служить средством «терапии», средством «рационализации всей общественной жизни» (термин М.Вебера) и сублимации массового невроза Юревич А.В. Указ. соч. С. 15. .
Утверждения о влиянии на формирование науки Нового времени социально-экономических отношений, например: «капитализм и современная наука родились в одном и том же движении» Цит. по: Копелевич Ю.Х. Указ. соч. С. 9. (Дж.Бернал), - поднимают вопрос о практическом приложении достижений последней к процессу организованного материального производства. В Европе XVI - XVII вв. существовали лишь спорадические связи между формальной наукой и производством, многие крупнейшие технические изобретения, оказавшие наибольшее влияние на промышленность и сельское хозяйство, были осуществлены изобретателями-практиками, экспериментаторами, которые не были учеными и не получили традиционного научного образования» Мотрошилова Н.В. Наука и ученые в условиях современного капитализма. М.: Наука, 1976. С. 18. . В XVII в. научные достижения еще не являлись основой функционирования и развития материального производства.
Для целей более эффективного производства, скажем сукна в Англии XVII в., было безразлично, как устроена материя: состоит ли она из атомов, или в ее основе лежат субстанциональные качества. Вопросы устройства материи и причин ее движения являлись центральными для формирования мировоззрения человека XVII в Косарева Л.М. Указ. соч. С. 40. .
Как это ни парадоксально звучит, но материальное производство зарождающегося капитализма требовала для своего развития в первую очередь решения не научно-технических проблем, а проблем нравственных, мировоззренческих, т.к. без формирования нового типа человека невозможно было развивать новую экономику, основанную на частной инициативе: субъектом нового производства, способным быстро под свою ответственность принимать решения, не мог стать человек средневекового образца (внутренне немобильный и духовно несамостоятельный); субъектом нового производства не мог стать также и полный апатии нигилист (продукт разложения средневекового бытия). Механистическая картина мира XVII в. явилась разрешением этической проблематики начала Нового времени, что, в определенном смысле, отвечало «потребностям материального производства эпохи раннего капитализма» Косарева Л.М. Указ. соч. С. 109. .
Деантропоморфизация, деанимизация представлений о природе вызвана в конечном счете овеществлением общественных отношений при переходе от феодального к раннекапиталистическому способу производства. Образ мира, составляющий ядро новой науки, по социальному генезису отражает процесс становления буржуазного способа производства через опосредующее звено идеологических систем эпохи Реформации.
Генезис философского знания Нового времени характеризуется переориентацией с онтологических исследований на гносеологический анализ Панфилов В.А. Изменение приоритетов философского осмысления научного знания // Вестник Днепропетровского университета. История и философия науки и техники. Вып. 1, 1994. С. 3. .
Специфика возникающей концепции знания о физическом мире, начиная с середины XVII в., состоит, не в утверждении идеала, а в отказе от этого высокого, восходящего к античности идеала абсолютно достоверного физического знания; и во введении субъекта в «тело» гносеологических концепций. Впервые в истории гносеологической мысли субъект познания осознается во всей его принципиальной неустранимости. Впервые бытие раскалывается на два уровня - «бытие в себе» (бог и природа) и мир человека, и впервые телесная Вселенная перестает постулироваться как до конца прозрачная, умопостигаемая для человека Косарева Л.М. Указ. соч. С. 117. .
К середине XVII в. невозвратимо уходит аристотелевская уверенность в том, что опытное естествознание может достичь абсолютно достоверного, безошибочного и исчерпывающего знания о физическом мире. Широко распространяется убеждение в том, что абсолютно достоверно человек может знать только то, что сам произвел своими руками или мыслью (Мерсени, Санкез и др.). Впервые эпистемология становится вероятностной, принимая в себя элементы скептической аргументации. Скептицизм впервые становится неустранимым спутником научного познания, приобретая специфическую форму «организованного скептицизма» (Р.Мертон).
Новые теории (коперниканская концепция, атомистическая «гипотеза») в данном контексте воспринимаются как подтверждение идей об относительности человеческого познания.
Джон Донн, известный английский «поэт скептицизма»:
Все в новой философии - сомненье:
Огонь былое потерял значенье.
Нет солнца, нет земли - нельзя понять,
Где нам теперь их следует искать…
Так много нового; мир обречен,
На атомы он снова раздроблен.
Все рушится, и связь времен пропала,
Все относительным отныне стало Европейская поэзия XVII века. С. 561. .
Результатом влияния скептицизма явилось формирование в XVII в. вероятностной гносеологии Косарева Л.М. Указ. соч. С. 123. .
Большинство мыслителей этого периода разделяют доступное человеку знание на две сферы - полностью подвластное контролю мысли (математика, логика, метафизика) и не зависящее целиком от мышления (экспериментально-опытное, фактуальное знание - физика, история, юриспруденция).
Максимальным уровнем для последней сферы представлялся уровень моральной достоверности. Термин «моральная достоверность» (лат. certitude moralis, англ. moral certainty) пришел в натуральную философию XVII в. из теологии и означал высшее состояние личной убежденности человека в истинности данного положения.
Предлагая читателю в «Началах философии» свою концепцию физического мира (строение солнечной системы, материи неба, характер движения планет), Декарт пишет, что предлагает ее лишь «как гипотезу, быть может и весьма отдаленную от истины; но все же и в таком случае я вменю себе в большую заслугу, если все в дальнейшем из нее выведенное будет согласовываться с опытом, ибо тогда окажется не менее ценной для жизни, чем если бы была истинной, так как ею можно будет с тем же успехом пользоваться, чтобы из естественных причин извлекать желаемые следствия» Декарт Р. Указ. соч. С. 510. .
«Приобретение и усовершенствование нашего знания субстанций таким путем, исключительно через опыт и описание, т.е. единственно возможным для нас путем при слабости и посредственности наших способностей в здешнем мире, и заставляет меня подозревать, что философию природы нельзя сделать наукой. Мне думается, мы способны лишь достигнуть очень небольшого общего знания о видах тел и их различных свойств. Для нас возможны опыты и исторические наблюдения, из которых мы можем извлекать пользу для нашего довольства и здоровья и тем самым увеличивать число удобств в этой жизни» Локк Дж. Сочинения. М.: Мысль, 1976. Т. 1. С. 525. .
Локк утверждает, что в отличие от сферы математики, где возможно достоверное знание, в области эмпирического познания физического мира возможно лишь более или менее вероятное гипотетическое знание Косарева Л.М. Указ. соч. С. 135. .
Акцент на случайности опытного познания природы и вместе с тем надежда на то, что в будущем, возможно, откроется вся полнота истинного знания природы телесного мира, является фундаментальным для всей эмпирицистской программы Локка и Ньютона. С их точки зрения, случайность познания не должна вести к отчаянию - это отражает случайный характер связи между богом и человеком.
Социальная и культурная жизнь рассматриваемой эпохи рождает новую ценностную установку. Ценностью становится не усвоение готового, «абсолютно достоверного» добытого древними знания о возвышенном и прекрасном Космосе, а пусть несовершенное, всего лишь вероятное, но лично найденное, новое, морально достоверное знание физического мира.
Большую роль при оценке достоверности исследования играла нравственность исследователя. Например, членами Королевского общества вводится практика указания конкретного лица, собирающего те или иные наблюдения, и ряд сведений морального характера об этом лице, на основании которых можно было бы судить о степени объективности сообщаемого им факта.
Математический формализм - «презумпция невиновности» по критериям достоверности. Пример подобного «бегства» - позиция Ньютона, максимально устранившего из «Математических начал натуральной философии» свои философские размышления о мире, о человеке, о путях познания природы Косарева Л.М. Указ. соч. С. 144. .
В результате научной революции математика стала не только формой организации научного знания, но и формой представления, репрезентации самого предмета знания. Совершенно же новым, характерным именно для науки XVII в., является удивительный разрыв между математически точной, прозрачной для «ясного и внимательного ума» формулировкой научной гипотезы и отсутствием абсолютной уверенности в ее полном соответствии объективной реальности.
Тяга к матемизации общих концепций мироздания в XVII в. в значительной мере объясняется тем, что математическая форма была наиболее доказательной в смысле внешнего оправдания; математическое доказательство в наибольшей степени соответствовало характеру субъективности, внутреннему духовному интерьеру субъекта, его духовным навыкам, сформированным эпохой ранних буржуазных революций Там же. С. 144 - 145. .
Организационные формы научной жизни
Формируя новый тип знания, научная революция создавала и новые его структуры. Основные механизмы социального воплощения нововременной науки, ее доминирующие организационные формы претерпевают значительные изменения на протяжении XVII в.
Практически единственной социальной нишей, внутри которой творцы и носители новых идей, теорий, изобретений и технологий могли себя чувствовать относительно комфортно и их инновационная деятельность рассматривалась как легитимная и заслуживающая поощрения именно как инновационная, в первой половине столетия остается придворный патронат Дмитриев И.С. Творчество и чудотворство: природознание в придворной культуре Западной Европы в эпоху интеллектуальной революции XVI - XVII веков // Новое литературное обозрение. 2007, № 87 (5). С. 113. . Здесь можно привести пример Галилея, получившего звание «главного математика Пизанского университета и главного философа и математика Великого герцога Тосканского» за предложение природного памятника Медичи в 1610 г. и Лейбница, обосновавшегося в Брауншвейг-Люнебурге, занимая должность советника и придворного библиотекаря (1676 - 1679), а с 1685 г. - придворного историографа.
Придворный даровал своему патрону либо нечто полезное как инженер, мастер или финансист, либо нечто, что могло придать блеск двору, - к числу подобных даров относились философские и математические трактаты, музыкальные или литературные произведения, живописные полотна и т.д. За это патрон (светский или духовный правитель или кто-либо из знати) вознаграждал своего клиента деньгами, подарками, доходной и почетной должностью (часто синекурой). Клиент усиливал блеск пригревшего его двора, получая взамен материальные выгоды и статус. Наглядным выражением такого обмена может служить фронтиспис опубликованных в 1627 г. «Рудольфинские таблицы» И.Кеплера. В верхней части этого фронтисписа изображен орел - символ власти императора Рудольфа II, при дворе которого работал ученый. Из клюва орла, несущего императорские регалии, на «астрономический храм» сыплются талеры, а само строение находится под защитой орлиных крыльев Дмитриев И.С. Указ. соч. С. 115. .
Типология «научного» покровительства выделяет культурный патронат «напоказ» и «утилитарный патронат». Первый характерен для небольших государств Центральной и Южной Европы (в первую очередь в германских и итальянских монархиях): Медичи во Флоренции, Альфонсо II д"Эсте в Ферраре, ландграф Гессенский Вильгельм IV. Культурное соперничество между государями было своеобразным суррогатом их военно-политического и династического противостояния Там же. .
Прагматический патронат, имеющий в основе соображения практической пользы, характерен в большей степени для Северной Европы.
Ученые апеллировали как к важности их деятельности для общего подъема культуры, «общего блага», так и к ее практической ценности. Например, Галилей представил свою «зрительную трубу» венецианскому сенату как прибор, полезный для военных целей, а флорентийскому двору - как натурфилософский инструмент.
Именно при дворах, где ограничения на интеллектуальный поиск сказывались, как правило, в меньшей степени, чем в других социальных институтах, исследователь получал внимание к своим идеям и изобретениям, возможность реализации исследовательской программы (которая подчас предполагала использование дорогостоящего оборудования) за счет патрона, определенную защиту от идеологических нападок Дмитриев И.С. Указ. соч. С. 116. .
Развитие науки сопровождалось увеличением обязательного элемента совместной работы Помпеев Ю.А. Очерки по истории европейской научной мысли. СПб.: Абрис, 2003. С. 187. . В дополнение к университетам, которые были связаны сложными отношениями с церковной администрацией, появились новые формы организации и координации исследовательской работы - академии и научные общества Юренева Т.Ю. Западноевропейские естественнонаучные кабинеты XVI - XVII веков // Вопросы истории естествознания и техники. 2002, № 4. С. 775. . Хотя стоит заметить, что во многих крупных университетах происходили некоторые подвижки: открывались новые научные кафедры - прежде всего медицины и связанных с ней дисциплин Кенигсбергер Г. Указ. соч. С. 220. .
Традиция создания академий гуманитарной направленности, в большинстве своем представлявших собой кружки любителей философии, теологии, литературы, искусства, возникшая в Италии в эпоху Возрождения, была распространена и на естественнонаучные занятия.
Первой для занятий естествознанием была основана Джованни Баптиста дела Порта в Неаполе в 1560 г. Академия таинств природы, просуществовавшая недолго и распущенная по требованию церковных властей Копелевич Ю.Х. Указ. соч. С. 21. . Самые знаменитые итальянские академии «физической» направленности: Академия деи Линчеи («Академия рысьеглазых»), созданная по инициативе и на средства Федерико Чези в 1603 г. (приостановившая свою деятельность со смерью основателя в 1630 г.) и Академия Чименто (Академия опытов, 1657 - 1667), основанная во Флоренции ученым-кардиналом Леопольдо Медичи при поддержке брата, тосканского герцога Фердинанда II. Последней проводились опыты по изучению естественного давления воздуха, по искусственному замораживанию воды, по выявлению свойств магнита: члены академии опровергли учение Аристотеля о том, что противоположности усиливают друг друга благодаря соседству: холод - теплоту, а теплота - холод; доказали ложность утверждений о том, что пропитанный кровью черепахи фитиль лампы производит чудодейственный эффект, а уксус лучше других жидкостей гасит огонь Юренева Т.Ю. Указ. соч. С. 776. .
На землях Германии первым возникает общество «Социетас эревнетика», основанное в Ростоке в 1622 г. Иоахимом Юнгом (логиком, математиком, ботаником), членам которого принадлежат первые попытки в создании естественнонаучной литературы на немецком языке; просуществовало несколько лет. В 1652 г. в вольном городе Швайнфурте возникло «Общество испытателей природы», которое положило начало ныне существующей Германской академии естествоиспытателей, иначе именуемой «Леопольдина». В 70-е император Леопольд I взял Общество под свое покровительство.
В Европе конца XVI - начала XVII вв. начинают один за другим возникать атомистические эпикурейские кружки. Они получили наибольшее развитие в Англии, классической стране институцианализации атомистическо-механистических идей. Одним из первых явился Нортамберлендский кружок, покровителем которого был граф Нортамберленда Генри Перси. Его лидером стал Т. Хэриот, астроном, математик и физик; в него входили математики и физики У. Уарнер, Н. Хилл, Н. Тополи, а также философы и поэты Дж. Донн и К. Марло. К данному кругу некоторое время примыкал Бэкон. В 1630-е гг. в Англии формируется Ньюкаслский кружок, сыгравший важную роль в социализации эпикурейского атомизма. В него входили Томас Гоббс, известный экономист Уильям Петти, математик и священник Дж. Пелль. Покровителем группы был Уильям Кавендиш, будущий герцог Ньюкасла. Период существования группы охватывает 1630 - 1650-е гг.; в 1640-х годах многие участники данного кружка находились в изгнании в Париже, где общались с Р.Декартом, П.Гассенди и другими философами-механицистами Косарева Л.М. Указ. соч. С. 88. .
Наиболее значимые научные учреждения Нового времени: Лондонское королевское общество прогресса естественных наук (с 1660 г.) и Французская Королевская академия наук (с 1666 г.), возникшие на основе частных кружков и появившаяся уже в XVIII в. Берлинская Академия наук. Научные корпорации можно рассматривать как оформление разрастания участников патронатных отношений со стороны протеже. «Как правило, клиент собирал вокруг себя определенный круг лиц - учеников, слушателей, единомышленников». Характер деятельности новых учреждений определялся не столько схоластическим университетским каноном, сколько придворным этосом, что определяло и манеру ведения дискуссии, членство, цели и степень независимости в выборе тематики исследований Дмитриев И.С. Указ. соч. С. 136 .
Парижская Академия наук напрямую финансировалась из королевской казны и получала от королевской администрации список проектов, которые Академия должна была реализовать (например, разработать наилучший вид пороха или выяснить, не вредны ли новые белила или румяна для аристократической кожи, и т.д. Лондонское Королевское общество не получало из казны практически никаких субсидий, в силу чего было подобием джентльменского клуба, тем не менее не было вполне свободно от политического дискурса эпохи и настроений двора Там же. С. 147. .
Этот период, когда ученая Европа была «чревата» научными обществами и академиями и они рождались то тут, то там и вели интенсивные поиски жизнеспособной организации, был ознаменован еще одним важным новшеством - появлением научной журналистики Копелевич Ю.Х. Указ. соч. С. 31. .
При интенсификации научной работы в XVII в. книга стала недостаточно быстрым средством информации. В газетах, которые начали издаваться в странах Европы в первой половине века, среди военных и политических реляций иногда помещались и «ученые новости». Но главным средством научного общения оставалась все более и более интенсивная корреспонденция, находящая в периоды войн и политических осложнений между государствами свои «обходные» пути. После смерти Мерсенна (1648 г.) его роль связующего звена в переписке ученых взяли на себя Ольденбург в Англии и Чирнгауз в Германии. Но ученая корреспонденция, естественно, была доступна небольшому кругу лиц и никак не могла удовлетворить все более широкого интереса читающей публики к тому, что происходит в «республике наук». В середине века повсеместно распространялись маленькие печатные трактаты, брошюры, памфлеты, в которых отражалась внутринаучная полемика и общественная полемика вокруг науки. Ученые иногда печатали и рассылали листки, своего рода «вызовы», в которых предлагали, иногда с обещанием вознаграждения, решить какую-нибудь задачу, что стимулировало научные исследования. Многие задачи, объявленные Мерсенном, вызвали «заочные» споры между Декартом, Ферма и Робенвалем.
Была реализована ощутимая потребность в научном журнале - новом типе издания, в котором можно было бы коротко и быстро сообщать свои идеи и открытия, вести споры с оппонентами и апеллировать к публике, интересующейся наукой. Первый такой журнал - парижский «Журнал ученых» (первый номер вышел 5 января 1665 г.) возник вне всяких обществ и академий. Издаваемый Дени де Салло, советник парламента в Париже, журнал содержал извещения о новых книгах с краткими аннотациями, о новых опытах по физике и математике, новых открытиях и изобретениях и сообщения о всевозможных удивительных явлениях природы, кометах, уродах, чем издатель явно стремился привлечь широкую читающую публику Копелевич Ю.Х. Указ. соч. С. 34. .
Журналы издавались как формальными научными сообществами: «Философские записки» Лондонского Королевского общества (с 1665 г.), «Эфемериды» Леопольдины, «Журнал ученых», со временем приписанный Парижской Академии наук, так и усилиями «вольных журналистов»: голландские 34 «Новости республики наук» П. Бэля, «Универсальная и историческая библиотека» Ж. Леклерка. С 1668 г. «Журнал ученых» издается в Риме, в 1671 г. - аналогичный журнал выходит и в Венеции. В 1701 г. выходит в свет т.н. журнал «Де Треву», издание ордена иезуитов: научно-популярный журнал - одно из красноречивых проявлений новой политики католической церкви в отношении науки, поисков влияния на умы через деятельное участие в научном движении Там же. С. 35. .
Подобные документы
Изучение специфики культуры Нового времени. Идеи и философские труды Декарта, Гоббса, Спинозы, Лейбница. Новые открытия в области астрономии, физики, математики. Значения эпохи Нового времени на развитие энциклопедизма следующего за ним века Просвещения.
реферат , добавлен 28.06.2010
Главные черты западноевропейской культуры Нового времени. Особенности европейской культуры и науки в XVII века. Существенные доминанты культуры европейского Просвещения XVIII века. Важнейшие тенденции культуры XIX в. Этапы художественной культуры XIX в.
реферат , добавлен 24.12.2010
Эпоха Просвещения в европейской культуре Нового времени. Формирование культуры нового типа. Характеристика стилей в архитектуре, живописи, декоративно-прикладном искусстве. Эстетические принципы барокко и классицизма. Анализ характерных черты рококо.
презентация , добавлен 03.02.2014
Повседневность в бытовом жанре как часть исторического развития, ее функции и особенности. Бытовой жанр как особый вид живописи. Анализ репрезентации Нового времени через изображение повседневности, изображённую в работах художников данного периода.
курсовая работа , добавлен 14.01.2015
Общая характеристика и характерные особенности культуры Нового времени и Просвещения. Рококо как художественный стиль эпохи Нового Времени. Классицизм в художественной культуре XIII-XIX веков. Сентиментализм: художники, поэты, основные произведения.
контрольная работа , добавлен 17.05.2011
Европейская культура Нового времени, ее черты: гуманизм и европоцентризм. Философско-эстетические особенности культурного развития эпохи Просвещения. Идеи просветителей и социальные утопии. Научные культурологические концепции эпохи Просвещения.
контрольная работа , добавлен 24.12.2013
Хронологические рамки эпохи Нового времени. Противоречивость характера европейского культурного процесса в XVII веке. Культура Европы эпохи абсолютизма и века Просвещения. Периодизация классицизма. Основные философские направления в Европе ХIХ века.
контрольная работа , добавлен 09.01.2011
Условия и основные этапы развития европейской культуры Нового времени: Абсолютизм и Просвещение. Превращение денег в цель развития общества и культуры. Создание технической и технологической базы - промышленной культуры с её механизированными процессами.
контрольная работа , добавлен 19.09.2011
Этапы изменения костюма социальных групп: знати, буржуазии, бюргеров, мещан и крестьян. Характерная особенность одежды дворян Нидерландов и Франции. Рассмотрение эволюции детского костюма. Изучение законов против роскоши, определение их эффективности.
дипломная работа , добавлен 13.02.2016
Просвещение в странах Западной Европы и в Северной Америке. Философские воззрения просветителей, формировавшиеся в соответствии с наукой того времени. Общая характеристика стилевых направлений барокко и классицизма, их наиболее яркие представители.
Экспериментальная наука
Идея гуманистов повысить значимость человека и заставить его почувствовать себя частью Природы вызвала к жизни первые попытки создания экспериментальной науки.
До этого момента наука представляла собой комплекс теоретических познаний. Законы Вселенной и Природы были сформулированы раз и навсегда, и не было ни попыток, ни необходимости проверять и подтверждать их.
Возрождение, напротив, возвышает человека, который чувствует себя частью Природы, естественным образом связывает себя с ней и пытается понять, испытать и описать ее законы.
Таким образом, действуя с сердцем, человек приходит к новому представлению о науке. К этому прибавляются другие интересные моменты: например, во время Возрождения вновь появляются оригиналы работ Платона, Пифагора, трудов греческих астрономов, географов, математиков, поскольку для гуманистов было очень важно вернуться к изначальным текстам, уходя таким образом от средневековых переводов, догматичных и тенденциозных.
Изучение этих древних источников потрясло последователей, осознавших, что еще много веков назад жили ученые, астрономы, географы, математики, медики, астрологи, толковавшие основные законы Вселенной при помощи чисел и формул, которые использует язык математики для объяснения этих законов. Примером могут служить пифагорейцы и Платон, продолживший их философию.
Возрождение науки было также связано с магией.
Из книги Древняя Греция автора Ляпустин Борис Сергеевич Из книги Евреи, Христианство, Россия. От пророков до генсеков автора Кац Александр Семёнович18. Евреи и наука Оценивать личные достижения ученых сложнее, чем достижения деятелей культуры. Считается, что в культуре разбираются все, а потому каждый человек на эмоциональном уровне уверенно и авторитетно судит кинофильм, полотно художника или песню. Наука - удел
Из книги Другая история литературы. От самого начала до наших дней автора Калюжный Дмитрий ВитальевичНаука и «наука»
Из книги Культурология: Учебник для вузов автора Апресян Рубен Грантович10.2. Наука и сознание человека. Наука и нравственность Одним из связующих звеньев между внутренним развитием науки и сознанием людей служит картина мира. Она становится одним из механизмов влияния науки на мировоззрение, поэтому важно разобраться, что она собой
Из книги Эпоха Возрождения. Быт, религия, культура автора Чемберлин Эрик Из книги Величие Древнего Египта автора Мюррей МаргаретНаука Особых успехов египтяне достигли в прикладной математике и медицине.К сожалению, в сохранившихся папирусах, в которых приводятся задачи и решения, не дается никаких объяснений.Ирригация для страны с жарким и сухим климатом имела жизненно важное значение.
Из книги Мифы и легенды Китая автора Вернер ЭдвардНаука и образование Отметим, что традиционное китайское образование было в основном книжным, поскольку потребность в развитии тех форм знания, которые превалировали в западной системе обучения, считалась вторичной. Китайская система развивалась в связи с конкретными
Из книги Многослов-2, или Записки офигевшего человека автора Максимов Андрей МарковичНаука Здравый смысл – это собрание предрассудков, приобретенных до восемнадцатилетнего возраста. Альберт ЭЙНШТЕЙН, физик, лауреат Нобелевской премии У всякого серьезного дела на Земле есть идея. Имеется она, разумеется, и у науки. Великий американский писатель и ученый
Из книги Истина мифа автора Хюбнер Курт1. Наука Семантическая интерсубъективность означает, что слово или предложение всеми понимается одинаково. Как же это возможно19?Некоторые философы утверждают, что это возможно в том случае, если слова и предложения связаны с определенными формами созерцания, восприятия
Из книги 1000 мудрых мыслей на каждый день автора Колесник Андрей АлександровичНаука Гюстав Лебон (1841–1931) психолог, врач... В трудных обстоятельствах народ может спасти героизм, но только совокупность маленьких последовательных добродетелей определяет его величие. ... Страшно даже подумать иной раз о той силе, которую дает человеку с чрезвычайной
Из книги Время, вперед! Культурная политика в СССР автора Коллектив авторов Из книги Исследования в консервации культурного наследия. Выпуск 3 автора Коллектив авторовЭкспериментальная часть 1. Исследования картона монтировок. Отметим, что для временной выставки все экспонаты были смонтированы в новые картоны без удаления постоянной монтировки с использованием защитного стекла.Были исследованы внутренние и наружные слои материала
Из книги Советский анекдот (Указатель сюжетов) автора Мельниченко МишаЭкспериментальная часть По химическому составу пигмент «свинцовые белила» представляет собой основной карбонат свинца 2PbC03Pb(OH)2 с небольшой примесью карбоната свинца РbС03. Хотя в природе представлены обе эти соли свинца – распространенный минерал церуссит РbС03,
Из книги Мир саги автора Стеблин-Каменский Михаил ИвановичПредпосылки возникновения опытной науки историки находят в целом ряде факторов экономического, политического и общекультурного характера, сложившихся в Европе XIV-XV вв. К ним следует отнести разложение феодальных отношений, сопровождающееся усилением обмена товаров, переход от натурального к денежному обмену, что способствовало накоплению капитала и постепенному переходу к капиталистическим отношениям. Развитие торговли потребовало расширения сфер деятельности, освоения новых стран и континентов: географические открытия расширили горизонт видения мира средневекового европейца. Оказалось, что мир не ограничивается территорией княжеств или отдельного государства, он населен разными народами, говорящими на разных языках, имеющими свои традиции и обычаи. Возникают интерес и необходимость их изучения, а также обмен идеями (торговые отношения с арабским Востоком привели к открытию для Западной Европы натурфилософии арабов).
Средневековые университеты, ставшие впоследствии центрами науки, сыграли важную роль в процессе секуляризации (от лат. sacularis – мирской, светский), освобождения культуры от авторитета церкви, разделения философии и теологии, науки и схоластики.
Рост городов и, следовательно, расширение ремесел, появление мануфактур, развитие торговли потребовали новых орудий, инструментов, создать которые могла новая техника, опирающаяся на опыт и науку. Спрос на новые изобретения, прошедшие опытную проверку, повлек за собой отказ от умозрительных умозаключений в науке. Экспериментальная наука была объявлена «владычицей умозрительных наук» (Р.Бэкон).
Вместе с тем, наука Ренессанса не могла быть свободной от влияния Античности, но в отличие от Средневековья, которое транслировало опыт идеального моделирования действительности, Ренессанс его значительно пересмотрел, видоизменил.
У истоков становления опытной (экспериментальной) науки стоят фигуры Н. Коперника (1473-1543) и Галилео Галилея (1564-1642).
Н.Коперник, опираясь на астрономические наблюдения и расчеты, сделал открытие, позволяющее говорить о первой научной революции в естествознании – это гелиоцентрическая система. Суть его учения кратко сводится к утверждению о том, что Солнце, а не Земля (как это считал Птолемей) находится в центре мироздания и что Земля за сутки обращается вокруг своей оси, а за год – вокруг Солнца. (При этом Коперник при проведении наблюдений полагался лишь на невооруженный специальным инструментом глаз и математические расчеты.) Это был удар не только по Птолемеевской картине мира, но и в целом – по религиозной. Тем не менее, Коперниковское учение содержало много противоречий и порождало массу вопросов, на которые и сам он ответить не мог. К примеру, на вопрос о том, почему Земля, вращаясь, не сбрасывает все со своей поверхности, Коперник в духе Аристотелевской логики отвечал, что плохие последствия не могут быть вызваны остаточным движением и что «вращение нашей планеты не вызывает постоянного ветра из-за наличия атмосферы, содержащей землю (одну из четырех стихий Аристотеля) и тем самым вращающейся в согласии с самой планетой». Этот ответ свидетельствует о том, что мышление Коперника было не свободным от традиции Аристотеля и религиозной веры – он был сыном своего времени. Сам же Коперник считал, что его теория не претендует на реальное отражение строения Вселенной, а представляет всего лишь более удобный способ расчета движения планет. Приведу еще одну цитату из указанного источника: Коперник «… оспаривал сложность предсказания движения планет, основанного на Птолемеевском наследии, и пытался взглянуть на имеющиеся данные иначе.
В этом и заключается значение Коперника для философии науки: он продемонстрировал возможность различных толкований одних и тех же фактов, выдвижения альтернативных теорий и выбора из них более простой, позволяющей делать более точные выводы».
Прошло более столетия, прежде чем другой выдающийся мыслитель - Галилео Галилей - смог ответить на многие нерешенные вопросы и противоречия Коперника.
Галилея считают основателем опытного изучения природы, но при этом он сумел соединить эксперимент с математическим описанием. Поставив перед собой цель – доказать, что природа живет по определенным математическим законам, он проводил эксперименты с помощью различных приборов. Одним из таковых был сделанный им из подзорной трубы телескоп, который помог ему совершить ряд открытий, имеющих колоссальное значение для науки в целом и космологии, в частности. С его помощью он обнаружил, что движущиеся звезды (имеются в виду планеты) не похожи на неподвижные звезды и представляют собой сферы, светящиеся отраженным светом. Кроме того, он сумел обнаружить фазы Венеры, что доказывало ее вращение вокруг Солнца (а значит, и вращение Земли вокруг того же Солнца), что подтверждало вывод Коперника и опровергало Птолемея. Движение планет, годовые перемещения солнечных пятен, приливы и отливы – все это доказывало действительное вращение Земли вокруг Солнца.
Примером того, что Галилей часто прибегал к опытам, служит следующий факт: пытаясь доказать вывод о том, что тела падают вниз с одинаковой скоростью, он бросал шары разного веса с Пизанской башни и, измеряя время их падения, опроверг Аристотеля в его утверждении о том, что скорость тела увеличивается при движении к Земле пропорционально его весу.
Приведу еще один пример, имеющий важное значение для утверждения научного подхода к изучению мира. Как известно, Аристотель считал, что основу всех вещей мира составляют четыре причины: материя (физический субстрат), форма (замысел, облик), действие или движение (то, что вызвало их появление), цель (замысел, намерение). Галилей же, исследуя причины ускорения движения, приходит к выводу о том, что следует искать не причину какого-либо явления (т.е. почему оно возникло), а как это происходит. Так принцип причинности впоследствии, в ходе развития науки, постепенно из нее устраняется.
Галилей не просто проводил опыты, но и производил их мысленный анализ, при котором они получали логическую интерпретацию. Этот прием во многом способствовал возможности не только объяснять, но и предсказывать явления. Известно также, что он широко применял и такие методы, как абстракция и идеализация.
Галилей впервые в истории науки провозглашает, что при изучении природы возможно отвлечение от непосредственного опыта, поскольку природа, как он считал, «написана» на математическом языке, и разгадать ее можно только тогда, когда, отвлекаясь от чувственных данных, но на их основе создаются мысленные конструкции, теоретические схемы. Опыт – это очищенный в мысленных допущениях и идеализациях материал, а не просто описание фактов. Роль и значение Галилея в истории науки трудно переоценить. Он заложил (по мнению большинства ученых) фундамент науки о природе, ввел в научную деятельность мысленный эксперимент, обосновал возможность применения математики для объяснения явлений природы, что придало математике статус науки. Ясные и очевидные сегодня для каждого школьника законы были выведены именно им (закон инерции, к примеру), он задал определенный стиль мышления, вывел научное познание из рамок абстрактных умозаключений к опытному исследованию, раскрепостил мышление, реформировал интеллект. С его именем связывают вторую научную революцию в естествознании и рождение подлинной науки.
Завершается вторая научная революция именем Исаака Ньютона (1643- 1727). Главную работу Ньютона «Математические начала натуральной философии» Дж. Бернал назвал «библией науки».
Ньютон – основатель классической механики. И, хотя сегодня с позиции современной науки механистическая картина мира Ньютона кажется грубой, ограниченной, именно она дала толчок для развития теоретических и прикладных наук на последующие почти 200 лет. Ньютону мы обязаны такими понятиями, как абсолютное пространство, время, масса, сила, скорость, ускорение; он открыл законы движения физических тел, заложив основу развития науки физики. Однако, ничего этого не могло бы быть, не будь до него Галилея, Коперника и др. Недаром сам он говорил: «Я стоял на плечах гигантов».
Ньютон довел до совершенства язык математики, создав интегральное и дифференциальное исчисление, он – автор идеи корпускулярно-волновой природы света. Можно было бы и еще перечислять многое из того, что дал науке и пониманию мира этот ученый.
Остановимся на главном достижении научных изысканий Ньютона – механистической картине мира. Она содержит следующие положения:
Утверждение о том, что весь мир, Вселенная есть ни что иное, как совокупность огромного числа неделимых и неизменных частиц, перемещающихся в пространстве и времени, связанных между собой силами тяготения, передающимися от тела к телу через пустоту.
Отсюда следует, что все события жестко предопределены и подчинены законам классической механики, что дает возможность предопределять и предвычислять ход событий.
Элементарной единицей мира является атом, и все тела состоят из абсолютно твердых, неделимых, неизменных корпускул – атомов. При описании механических процессов им использовались понятия «тело» и «корпускула».
Движение атомов и тел представлялось как простое перемещение тел в пространстве и во времени. Свойства пространства и времени, в свою очередь, представлялись как неизменные и независящие от самих тел.
Природа представлялась как большой механизм (машина), в котором каждая часть имела свое предназначение и жестко подчинялась определенным законам.
Сутью данной картины мира является синтез естественно-научных знаний и законов механики, который сводил (редуцировал) все разнообразие явлений и процессов к механическим.
Можно отметить плюсы и минусы такой картины мира. К плюсам следует отнести тот факт, что она позволяла объяснить многие явления и процессы, происходящие в природе, не прибегая к мифам и религии, а из самой природы.
Что касается минусов, то их немало. К примеру, материя в механистическом истолковании Ньютона представлялась как инертная субстанция, обреченная на вечное повторение вещей; время – пустая длительность, пространство – простое «вместилище» вещества, существующее независимо ни от времени, ни от материи. Из самой картины мира был устранен познающий субъект – априорно предполагалось, что такая картина мира существует всегда, сама по себе и не зависит от средств и способов познающего субъекта.
Следует отметить и методы (или принципы) изучения природы, на которые опирался Ньютон. Их можно представить в виде исследовательской программы (или плана).
В первую очередь, он предлагал прибегнуть к наблюдению, эксперименту, опытам; затем, применяя индукцию, вычленять отдельные стороны наблюдаемого объекта или процесса, чтобы понять, как в нем проявляются основные закономерности, принципы; затем осуществлять математическое выражение этих принципов, на основе чего строить целостную теоретическую систему и путем дедукции «прийти к законам, имеющим неограниченную силу во всем».
Механистическая картина мира, методы научного объяснения природы, разработанные Ньютоном, дали мощный толчок развитию других наук, появлению новых областей знания – химии, биологии (к примеру, Р.Бойль сумел показать, как происходит соединение элементов, и объяснить другие химические явления, исходя из представлений о движении «малых частиц материи» (корпускул)). Ламарк в поисках ответа на вопрос об источнике изменений в живых организмах, опираясь на механистическую парадигму Ньютона, сделал вывод о том, что развитие всего живого подчинено принципу «нарастающего движения флюидов».
Огромное влияние механистическая картина мира оказала на философию – она способствовала утверждению материалистического взгляда на мир среди философов. К примеру, Т.Гоббс (1588-1679) выступил с критикой «бестелесной субстанции», утверждая, что все сущее должно иметь физическую форму. Все есть движущаяся материя – даже разум он представил как некий механизм, а мысли – движущейся в мозге материей. В целом философские споры о природе действительности способствовали созданию той среды, в которой происходило становление различных наук.
Вплоть до XIX века в естествознании царствовала механистическая картина мира, а познание опиралось на методологические принципы – механицизм и редукционизм.
Однако по мере развития науки, различных ее областей (биологии, химии, геологии, самой физики) становился очевидностью факт, что механистическая картина мира не подходит для объяснения многих явлений. Так, исследуя электрическое и магнитное поля, Фарадей и Масквелл обнаружили факт, согласно которому материю можно было представить не только как вещество (в соответствии с механистическим ее толкованием), но и как электромагнитное поле. Электромагнитные процессы не могли быть сведены к механическим, и потому напрашивался вывод: не законы механики, а законы электродинамики являются основными в мироздании.
В биологии Ж.Б. Ламарк (1744-1829) сделал потрясающее открытие о постоянном изменении и усложнении всех живых организмов в природе (и самой природы), провозгласив принцип эволюции , что также противоречило положению механистической картины мира о неизменности частиц мироздания и предзаданности событий. Свое завершение идеи Ламарка нашли в эволюционной теории Ч.Дарвина, показавшего, что животные и растительные организмы являются итогом длительного развития органического мира, и вскрывшего причины этого процесса (чего не смог до него сделать Ламарк) – наследственность и изменчивость, а также движущие факторы – естественный и искусственный отбор. Позже многие неточности и допущения Дарвина были дополнены генетикой, объяснившей механизм наследственности и изменчивости.
Клеточная теория строения живых организмов также является одним из звеньев общей цепи открытий, подорвавших основы классической, механистической картины мира. В ее основе лежит идея: все живые растения и организмы, начиная от простейших и заканчивая самым сложным (человеческим), имеют общую единицу строения – клетку. Все живое обладает внутренним единством и развивается по единым законам (а не изолированно друг от друга).
Наконец, открытие закона сохранения энергии в 40-х годы XIX столетия (Ю.Майер, Д.Джоуль, Э.Ленц) показало, что такие явления, как теплота, свет, электричество, магнетизм, также не изолированы друг от друга (как это представлялось раньше), а взаимодействуют, переходят при определенных условиях одно в другое и представляют собой не что иное, как разные формы движения в природе.
Так была подорвана механистическая картина мира с ее упрощенным представлением о движении как простом перемещении тел в пространстве и во времени, изолированных одно от другого, о единственно возможной форме движения – механической, о пространстве как «вместилище» вещества и о времени как неизменной константе, не зависящей от самих тел.
