Феномен научных революций. Внутридисциплинарные революции



страница1/3
Дата13.07.2016
Размер1 Mb.
  1   2   3

ФЕНОМЕН НАУЧНЫХ РЕВОЛЮЦИЙ. ВНУТРИДИСЦИПЛИНАРНЫЕ РЕВОЛЮЦИИ

В динамике научного знания особую роль играют этапы развития, связанные с перестройкой исследовательских стратегий, задаваемых основаниями науки. Эти этапы получили название научных революций.

Основания науки обеспечивают рост знания до тех пор, пока общие черты системной организации изучаемых объектов учтены в картине мира, а методы освоения этих объектов соответствуют сложившимся идеалам и нормам исследования.

Но по мере развития науки она может столкнуться с принципиально новыми типами объектов, требующими иного видения реальности по сравнению с тем, которое предполагает сложившаяся картина мира. Новые объекты могут потребовать и изменения схемы метода познавательной деятельности, представленной системой идеалов и норм исследования. В этой ситуации рост научного знания предполагает перестройку оснований науки. Последняя может осуществляться в двух разновидностях:



  • как революция, связанная с трансформацией специальной картины мира без существенных изменений идеалов и норм исследования;

  • как революция, в период которой вместе с картиной мира радикально меняются идеалы и нормы науки.

В истории науки можно обнаружить образцы обеих ситуаций интенсивного роста знаний. Примером первой из них может служить переход от механической к электродинамической картине мира, осуществленный в физике последней четверти XIX столетия в связи с построением классической теории электромагнитного поля. Этот переход, хотя и сопровождался довольно радикальной перестройкой видения физической реальности, существенно не менял познавательных установок классической физики (сохранилось понимание объяснения как поиска субстанциональных оснований объясняемых явлений и жестко детерминированных связей между явлениями; из принципов объяснения и обоснования элиминировались любые указания на средства наблюдения и операциональные структуры, посредством которых выявляется сущность исследуемых объектов, и так далее).

Примером второй ситуации может служить история квантово-релятивистской физики, характеризовавшаяся перестройкой классических идеалов объяснения, описания, обоснования и организации знаний.

Новая картина исследуемой реальности и новые нормы познавательной деятельности, утверждаясь в некоторой науке, затем могут оказать революционизирующее воздействие на другие науки. В этой связи можно выделить два пути перестройки оснований исследования:


  1. За счет внутридисциплинарного развития знаний.

  2. За счет междисциплинарных связей, «прививки» парадигмальных установок одной науки на другую.

Оба эти пути в реальной истории науки как бы накладываются друг на друга, поэтому в большинстве случаев правильнее говорить о доминировании одного из них в каждой из наук на том или ином этапе ее исторического развития.

ПАРАДОКСЫ И ПРОБЛЕМНЫЕ СИТУАЦИИ КАК ПРЕДПОСЫЛКИ НАУЧНОЙ РЕВОЛЮЦИИ

Перестройка оснований научной дисциплины в результате ее внутреннего развития обычно начинается с накопления фактов, которые не находят объяснения в рамках ранее сложившейся картины мира. Такие факты выражают характеристики новых типов объектов, которые наука втягивает в орбиту исследования в процессе решения специальных эмпирических и теоретических задач. К обнаружению указанных объектов может привести совершенствование средств и методов исследования (например, появление новых приборов, аппаратуры, приемов наблюдения, новых математических средств и так далее).

Накопление знаний о новых объектах, не получивших обоснование в рамках принятой картины мира и противоречащих ей, в конечном итоге приводит к радикальной перестройке ранее сложившихся оснований науки. Чтобы детально проанализировать особенности и механизмы этого процесса, обратимся к исторической ситуации периода построения специальной теории относительности (СТО).

Если бы проводился конкурс среди научных открытий XX века, какое из них вызвало наибольшие дискуссии, удивление умов и повлияло на дальнейшее развитие науки, то теория относительности А. Эйнштейна имела бы самые серьезные шансы на успех. Эта теория открывает эпоху перехода от классического к неклассическому естествознанию и является одним из ярких образцов научной рациональности неклассического типа. Она возникла в обстановке перемен западной культуры конца XIX — начала XX века и оказала влияние не только на состояние науки, но и на другие области культуры. Ряд предварительных шагов к их созданию сделали Г. Лоренц, А. Пуанкаре и другие известные ученые.

Путь к специальной теории относительности начался с обнаружения трудностей согласования механики и электродинамики в рамках целостной физической картины мира. После успехов максвелловской теории электромагнитного поля, позволившей описать с единой точки зрения огромное многообразие электрических, магнитных и оптических явлений, в физике утвердилась электродинамическая картина мира. Она пришла на смену механической, и между ними была преемственная связь.

Механическая картина мира, господствовавшая в науке около двух с половиной столетий, предлагала довольно простой образ мироздания. Считалось, что его основой являются неделимые атомы — своеобразные первокирпичики материи, из которых строятся все остальные тела; взаимодействие атомов и тел рассматривалось как мгновенная передача сил (принцип дальнодействия) и подчиняющееся принципу лапласовской причинности; полагалось, что взаимодействие и движение тел осуществляются в абсолютном пространстве с течением абсолютного времени.

Электродинамическая картина мира внесла в эти представления ряд изменений. Атомы рассматривались либо как электрически нейтральные «атомы вещества», либо как несущие заряд «атомы электричества», вводилась еще одна материальная субстанция — мировой эфир, заполняющий все пространство, в котором движутся атомы и построенные из них тела. Иначе, чем в механической картине мира, рассматривалось взаимодействие. Оно трактовалось как передача сил от точки к точке с конечной скоростью, то есть принцип дальнодействия сменился противоположным ему принципом близкодействия. Что же касается представлений о причинности как лапласовском детерминизме и об абсолютном пространстве и времени, то они в неизменном виде перешли из механической в электродинамическую картину мира.

Опираясь на эту новую картину природы, физики решали различные конкретные экспериментальные и теоретические задачи. Среди них важное место заняли задачи взаимодействия движущихся электрически заряженных тел с электромагнитным полем. При решении такого рода задач возникла проблема формулировки законов электродинамики и оптики в различных инерциальных системах отсчета. Неожиданно выяснилось, что форма основных уравнений электродинамики не сохраняется при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой, если пользоваться преобразованиями Галилея.

Неизменность уравнений, выражающих физические законы, относительно определенных преобразований пространственных и временных координат при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой называется ковариантностью у равнении. Требование ковариантности соответствует утверждению о независимости законов природы от выбора той или иной инерциальной системы отсчета, что соответствует идее их объективного существования. Поэтому обнаружение того факта, что уравнения электродинамики не являются ковариантными, если пользоваться преобразованиями Галилея, поставило физиков перед серьезной проблемой. Чтобы найти выход из нее, известный физик, создатель теории электронов Г. Лоренц предложил пользоваться новыми преобразованиями пространственных координат и времени. Их независимо от Лоренца нашел также физик Фогт, но применяться они стали благодаря усилиям Лоренца, под именем которого они и вошли в науку.

Если пользоваться преобразованиями Лоренца, то при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой сохранялась форма уравнений, выражающих законы как механики, так и электродинамики. И те и другие оставались ковариантными.

Казалось, выход из трудностей был найден. Но тут возникли новые, еще более серьезные проблемы. Из преобразований Лоренца следовало, что отдельно пространственный и отдельно временной интервалы изменяются при переходе от одной инерциальной системы к другой. Они перестают быть абсолютными, как считалось ранее в физике, а становятся относительными. И если принять это в качестве характеристики реального физического пространства и времени, то тогда необходимо отказаться от представлений об абсолютном пространстве и времени в физической картине мира. Иначе говоря, в системе физического знания возникал парадокс: если принять преобразования Лоренца и придать им физический смысл, то они противоречат принципу абсолютности пространства и времени.

Парадоксы являются сигналами того, что наука включила в сферу своего исследования новый тип процессов, существенные характеристики которых не были отражены в картине мира. Представления об абсолютном пространстве и времени, сложившиеся в механике, позволяли непротиворечивым способом описывать процессы, протекающие с малыми скоростями по сравнению со скоростью света. В электродинамике же исследователь имел дело с принципиально иными процессами, которые характеризуются околосветовыми или световой скоростями. И здесь применение старых представлений приводило к противоречиям в самом фундаменте физического знания.

Таким образом, специальная теоретическая задача перерастала в проблему. Система знания не могла оставаться противоречивой (непротиворечивость теории является нормой ее организации), но, для того чтобы устранить парадоксы, требовалось изменить физическую картину мира, которая воспринималась исследователями как адекватное отражение действительности.

Путь к теории относительности был связан с доказательством, что преобразования Лоренца выражают реальные свойства физического пространства и времени, с коренной перестройкой физической картины мира, отказом от представлений об абсолютном пространстве и времени. Движение по этому пути требовало критического отношения к фундаментальным принципам и представлениям, принятым в научном сообществе к началу XX века. Но занять эту критическую позицию для многих физиков того времени было совсем не просто.

Представления об абсолютном пространстве и времени служили основой развития физики на протяжении трех столетий, начиная с классической механики и кончая термодинамикой и классической электродинамикой. Эти представления воспринимались как полностью соответствующие природе, выражающие ее глубинные сущностные характеристики.

Лоренц также был убежден в соответствии самой природе принципа абсолютности пространства и времени, в онтологическом статусе этого принципа. Он опирался на него при создании теории электронов. Поэтому он истолковывал вывод об изменчивости пространственных и временных интервалов в разных системах отсчета не как характеристику реального физического пространства и времени, а как фиктивное пространство и время. Истинным же он полагал абсолютное пространство и время физической картины мира.

Чтобы устранить противоречие между предложенными им преобразованиями и картиной мира, Лоренц ввел дополнительные постулаты. Он предположил, что при движении физической лаборатории вследствие взаимодействия ее часов и линеек с мировым эфиром, который заполняет абсолютное пространство, линейки сокращаются, а часы замедляют свой ход при увеличении скорости движения. Таким образом, изменение пространственных и временных интервалов было истолковано Лоренцем не как свойство пространства и времени, а как побочный результат взаимодействия движущихся тел с эфиром. Этим же он объяснял результаты знаменитого опыта Майкельсона, который был поставлен с целью обнаружить движение Земли относительно эфира.

Результат был отрицательным и свидетельствовал о ненаблюдаемости эфира. Но Лоренц сохранил идею эфира путем введенного им допущения о сокращении линеек и замедления хода часов как следствия их «трения» об эфир. Такие положения, вводимые для объяснения новых фактов дополнительно к ранее принятым принципам, получили название ad hoc постулатов. Их накопление свидетельствует о несовершенстве теории. Оно противоречит идеалу теоретического описания, согласно которому из небольшого количеств базисных понятий, принципов и законов должно объясняться большое и постоянно расширяющееся многообразие явлений.

Этот идеал А. Эйнштейн называл внутренним совершенством теории. Анализируя состояние физики начала XX века, он оценил то, что предлагал Лоренц для спасения традиционных представлений о пространстве и времени, как нарушение идеала внутреннего совершенства теории. Ведь если для каждого нового факта придумывать новый объясняющий принцип, то в пределе множество таких принципов будет расти и станет сопоставимым с множеством объясняемых явлений, что противоречит самой природе теоретического объяснения.

Ad hoc постулаты — нечто вроде подпорок, которые поддерживают падающие стены теоретической постройки, когда становится неустойчивым ее фундамент. Эйнштейн, в отличие от Лоренца, не стал пользоваться такими подпорками, а осуществил радикальную перестройку самого фундамента теоретического здания физики.

ФИЛОСОФСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПЕРЕСТРОЙКИ ОСНОВАНИЙ НАУКИ

Путь к теории относительности потребовал постановки вопросов о том, насколько обоснованы классические представления об абсолютном пространстве и времени, всегда ли принципы картины мира сохраняются при их применении к описанию новой области взаимодействий?

Постановка этих вопросов требовала особой позиции исследователя. Он должен был посмотреть на состояние сложившегося физического знания как бы со стороны, поставить проблему исторической изменчивости принципов науки и их отношения к реальности. Предметом обсуждения в этой позиции становятся не столько характеристики физической реальности (частиц, полей), сколько характеристики знания, описывающего реальность. А это уже проблемы, выходящие за рамки физики и относящиеся к области философии и методологии науки. Познавательная деятельность, направленная на перестройку оснований науки, всегда предполагает такого рода смену исследовательской позиции и обращение к философско-методологическим средствам (см. Pис. 3).

Философско-методологическии анализ является необходимым условием перестройки научной картины мира в эпохи научных революции. Он выполняет две взаимосвязанные функции: критическую и конструктивно-эвристическую. Первая предполагает рассмотрение фундаментальных понятий и представлений науки как исторически изменчивых. Создатель теории относительности не раз подчеркивал, что понятия науки должны описывать реальность, существующую независимо от нас. Мы видим реальность через систему понятий и поэтому часто отождествляем понятия с реальностью, абсолютизируем их. Между тем опыт развития науки свидетельствует, что даже наиболее фундаментальные понятия и представления науки «никогда не могут быть окончательными». «Мы всегда должны быть готовы, — писал А. Эйнштейн, — изменить эти представления, то есть изменить аксиоматическую базу физики, чтобы обосновать факты восприятия логически наиболее совершенным образом» 1.

http://gtmarket.ru/files/book/5321/image016.jpg

Рисунок 3.

Такого рода философская критика понятий и принципов физической картины мира служит предпосылкой ее последующей коренной перестройки. Но роль философско-методологического анализа в период перестройки оснований науки не ограничивается только критическими функциями. Этот анализ выполняет также конструктивно-эвристическую функцию, помогая выработать новые основания исследования.

Новая картина мира не может быть получена из нового эмпирического материала чисто индуктивным путем. Сам этот материал организуется и объясняется в соответствии с некоторыми способами его видения, а этот способ задает картина мира. Поэтому эмпирический материал может лишь обнаружить несоответствие старого видения новой реальности, но сам по себе он еще не указывает, как нужно изменить это видение. Формирование новой картины мира требует особых идей, которые позволяют перегруппировать элементы старых представлений о реальности, элиминировать часть из них, включить новые элементы с тем, чтобы разрешить имеющиеся парадоксы и ассимилировать накопленные факты. Такие идеи формируются в сфере философско-методологического анализа познавательных ситуаций науки и играют роль весьма общей эвристики, обеспечивающей интенсивное развитие исследований.

Новый подход, с позиций которого Эйнштейн приступил к построению теории относительности, был основан на требовании селективного операционального контроля над понятиями и принципами физической картины мира. Он не сводился к указанию на конкретные эксперименты и измерения, которые подтверждают эту картину, а предполагал выявление существенных черт всей экспериментально-измерительной практики, в рамках которой должны обнаруживаться постулированные картиной мира характеристики исследуемой реальности. Хотя Эйнштейн в своих методологических экспликациях четко не формулировал описанного понимания наблюдаемости, его исследовательская практика свидетельствовала в пользу такого рода понимания. Она была ориентирована на анализ глубинных предпосылок и оснований экспериментально-измерительных процедур, составляющих эмпирический базис физической картины мира.

Эту сторону дела мы рассмотрим более подробно. Как уже отмечалось, экспериментально-измерительные процедуры физики всегда основаны на некоторых явно или неявно принимаемых допущениях относительно особенностей проводимого исследования. Эти допущения имеют сложную структуру. В их состав включаются положения о том, какими возмущающими воздействиями можно пренебречь (или учесть их) в той или иной конкретной ситуации измерения, чтобы могли быть воспроизведены изучаемые состояния объекта (и зафиксированы соответствующие его параметры). Допущения такого типа основаны на использовании конкретных физических законов и, как правило, четко эксплицируются исследователем.

Например, при измерении температуры термометром принимаются во внимание возможные изменения шкалы термометра при его контакте с нагретым телом и на основе закона линейного расширения определяются поправки, которые учитываются при градуировке шкал.

Но в состав допущений, на которых основаны измерительные процедуры, входят и весьма общие постулаты, которые чаще всего воспринимаются исследователем как нечто само собой разумеющееся и не формулируются в явном виде. К числу таких постулатов относятся глубинные основания физического измерения, выражающие саму их природу, то общее, что существует у различных конкретных видов экспериментально-измерительных процедур.

Например, физика предполагает постулат воспроизводимости эксперимента, который конкретизируется с помощью ряда принципов. В частности, принципов, согласно которым одни и те же опыты могут быть повторены в различных точках пространства и в различные моменты времени. Такого рода утверждения представляются очевидными: в Париже и в Москве один и тот же эксперимент даст одинаковые результаты; опыты Гюйгенса, в которых изучались соударение упругих тел и колебания маятника, могут быть воспроизведены и в наше время, более чем через триста лет после первого их осуществления.

Но за внешней очевидностью таких утверждений скрыты весьма сильные допущения относительно природы физического мира. Так, утверждение о принципиальной воспроизводимости эксперимента в различные моменты времени означает, что во всех временных точках физические законы действуют одинаково. Тем самым вводится онтологический принцип однородности времени, связанный с постулатом о неизменности физических законов. А это означает, что при исследовании процессов природы физика абстрагируется от идеи эволюции и рассматривает физический мир вне его исторического развития (развитие предполагает формирование во времени качественно различных уровней организации мира и соответствующих законов, причем каждый новый уровень, возникая на основе ранее сложившихся, затем оказывает на них обратное воздействие, трансформирует их: тем самым в процессе развития не только возникают новые законы функционирования объектов, но и могут видоизменяться ранее сформировавшиеся законы при наложении на них новых связей).

Здесь мы сталкиваемся с одной из наиболее важных особенностей прин ципов измерения. Их система вводит идеализированную и весьма об щую схему экспериментально-измерительных процедур, посредством которых выявляются существенные черты исследуемой реальности. Но вместе с этой схемой, а вернее, в соответствии с ней создаются представления физической картины мира.

Процессы перестройки фундаментальных представлений и принципов науки в научных революциях XIX — начала XX века остро поставили вопрос о критериях, в соответствии с которыми эти представления и принципы включаются в научную картину мира и отождествляются с исследуемой реальностью. На этапе классической науки считалось, что фундаментальные научные абстракции и принципы должны удовлетворять двум критериям:



  1. Быть очевидными и наглядными;

  2. Согласовываться с данными опыта.

Но развитие науки продемонстрировало недостаточность этих критериев 2.

В поисках новых подходов к проблеме выбора фундаментальных научных абстракций в философии науки конца XIX — начала XX века возникли и получили определенное распространение в среде естествоиспытателей конвенционализм и эмпириокритицизм. Конвенционализм рассматривал фундаментальные научные абстракции как конвенции, соглашения между членами научного сообщества, позволяющие удобным способом описывать факты. Что же касается эмпириокритицизма, то уместно вспомнить, что теоретические принципы и понятия он толковал как сжатую сводку опытных данных (наблюдений), подчеркивая, что эти понятия и принципы позволяют систематизировать опыт, но их нельзя считать образам и сущностей, находящихся позади наблюдений. Оба философских направления, подчеркивая условность и изменчивость научных абстракций, отрицали их объективное содержание, считали, что фундаментальные абстракции науки есть не более чем удобный и полезный в определенных рамках способ упорядочивания и систематизации опытных данных.

Взгляды сторонника конвенционализма, известного в среде естествоиспытателей математика и физика А. Пуанкаре, а также лидера эмпириокритицизма Э. Маха оказали определенное влияние на творчество А. Эйнштейна. Однако, солидаризируясь с ними в критике прямолинейного онтологизма, он категорически не был согласен с трактовкой фундаментальных научных понятий и принципов только как условных соглашений, удобных для описания опытных данных. Он был убежден в объективности законов природы и цели науки видел в их теоретическом описании. Отстаивая идеал объективной истинности знания, Эйнштейн вместе с тем подошел к новой трактовке этого идеала, отличающейся от трактовки в классической науке.

В классическую эпоху объективность знания связывалась с представлениями о своеобразном параллелизме между мышлением и познаваемой действительностью. Считалось, что логика разума тождественна логике мира и что если очистить разум от предрассудков обыденной жизни и ограничений наличных форм деятельности, то в идеале понятия и представления, вырабатываемые разумом, должны точно соответствовать изучаемой действительности. Неклассическое понимание обнаруживает, что между разумом и познаваемой действительностью всегда существует промежуточное звено, посредник, который соединяет разум и познаваемый мир. Таким посредником является человеческая деятельность. Она определяет, каким способом и какими средствами мышление постигает мир. Эти способы и средства развиваются с развитием деятельности. Разум предстает не как дистанцированный от мира, чистый разум, а как включенный в мир, обусловленный состояниями социальной жизни, развивающийся вместе с развитием деятельности, формированием ее новых видов, целей и средств.

Различные аспекты этого нового понимания разума и познания вырабатывались в философии второй половины XIX — начала XX веков (Шопенгауэр, Ницше, Кьеркегор, Маркс, Гуссерль, Вебер, Фрейд). Мах и Пуанкаре своей критикой прямолинейного онтологизма классической науки также внесли определенный вклад в становление неклассической рациональности.

Одним из проявлений в науке нового способа мышления было развитие в конце XIX века идей и принципа инвариантности. Инвариантностью в общем виде называют свойство системы сохранять некоторые существенные для нее отношения при ее определенных преобразованиях. Преобразования (операции), осуществляемые над исследуемым объектом познающим субъектом, выступают выражением связи субъекта и объекта посредством деятельности.

В конце XIX столетия идеи инвариантности начали все шире применяться в математике. Известный математик Ф. Клейн в 1872 году выдвинул исследовательскую программу, получившую название «Эрлангенской программы» (Ф. Клейн работал в этот период в университете немецкого города Эрланген) и нацеленную на построение обобщенной геометрии. В качестве стратегии исследования эта программа провозглашала поиск инвариантов в определенной группе преобразований математических объектов.

Принцип инвариантности затем стал использоваться в других науках. Причем одной из первых его восприняла гуманитарная дисциплина — лингвистика. В конце XIX столетия так называемый лингвистический авангард (И. А. Бодуэн де Куртенэ, Н. В. Крушевский, Ф. де Соссюр) отстаивал видение языка как целостной и вариативной системы и сосредоточил усилия на поиске инвариантных сущностей в языковых вариациях. Одной из первых работ, реализовавших этот принцип, было исследование швейцарского лингвиста И. Винтеллера. Он рассматривал язык как систему элементов, в которой следует различать вариативные и инвариантные (устойчивые) свойства. Метод поиска в языке существенных характеристик через обнаружение инвариантов, сохраняющихся в системе его вариативных свойств, Винтеллер называл принципом «конфигурационной относительности» 3.

Идеи Винтеллера оказали прямое влияние на творчество А. Эйнштейна. В его биографии существенную роль сыграл период обучения в Швейцарии, где молодой Эйнштейн познакомился с Винтеллером и посещал его семинары. Позднее, когда Эйнштейн включился в решение проблем электродинамики движущихся тел, он использовал идеи инвариантности и относительности в качестве базисного принципа построения теории.

Подход Эйнштейна был характерен для зарождавшейся неклассической науки. В классической науке построение теории начиналось с поиска системы наглядных представлений о природе, составляющих научную картину мира. Эти представления затем проходили длительную проверку опытом и принимались в качестве оснований для создаваемых теорий. В неклассической науке, прежде чем выдвигать новые представления картины мира, стараются выявить условия и принципы деятельности, проанализировать основания метода, посредством которого обнаруживаются соответствующие характеристики природы, выражаемые картиной мира.




Каталог: fileadmin -> user upload -> site 44 4680 -> prochee
user upload -> Октября 2015 г., Екатеринбург Организаторы конференции
user upload -> Программа вступительных испытаний направление подготовки 49. 04. 01 Физическая культура программа подготовки
user upload -> Математическое моделирование распределительных процессов на основе оптимальной параметризации многокритериального выбора
user upload -> Технический секретарь
user upload -> Программа вступительного испытания «Творческий конкурс»
user upload -> Программа вступительных испытаний по направлению «Зарубежное регионоведение»
prochee -> IV. мысль и язык наука как символическое описание I. В 1872 году, Эрнст Мах


Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница