Размещено на http://allbest.ru

Введение

естествознание научный образование

Наука, как сфера исследовательской деятельности, направленная на производство новых знаний, проявляется в различных гранях (ипостасях):

1) наука - это отрасль культуры;

2) наука - это способ познания мира;

3) наука - это специфический институт (вуз, лаборатория, журнал и др.).

Рассмотрим первую грань наук, т.е. науку, как отрасль культуры человека и общества.

Культура (от лат. cultura - возделывание, образование, воспитание, развитие, почитание) - это совокупность материальных и духовных ценностей, накопленных человеком.

Накопление человеком материальных и духовных ценностей, которое соответствовало бы уровню развития общества (т.е. его культурное развитие), невозможно без овладения научными знаниями. По своей сущности, используемым приемам и методам, наука отлична от других направлений, оказывающих влияние на культуру человека, таких как: мифология, мистика, религия, идеология, искусство и др.

Человек обладает знанием об окружающей его природе (Вселенной), о самом себе и собственных произведениях. Это делит всю имеющуюся у него информацию на два больших раздела: на естественнонаучное знание (естественное в том смысле, что изучается то, что существует независимо от человека в противоположность искусственному - созданному человеком) и гуманитарное (от лат «hоmo» - человек) знание, знание о человеке.

Глава 1. Место и роль науки в духовной культуре человека и общества

Между естественнонаучными и гуманитарными знаниями существуют различия: естественнонаучные знания основаны на разделении субъекта (человека) и объекта (природы, которую познает человек - субъект), при этом преимущественное внимание уделяется объекту. В гуманитарных знаниях превалируют сведения о субъекте.

К настоящему времени выделяют материальную, социальную и духовную культуру.

Материальная культура представляется совокупностью вещественно-энергетических средств бытия человека и общества. Ее составляющими частями выступают орудия труда, технические средства поддержки трудовой деятельности человека, а также физическая (или «телесная») культура человека и общества.

К социальной культуре относят систему правил поведения людей при общении и общественной деятельности. Ее составляющими частями выступают этикет, а также разновидности нормативной деятельности человека (профессиональной, правовой, религиозной, светской, нравственной, экономической и др.). Содержанием духовной культуры человека и общества являются их культурные достижения. Составные части духовной культуры - это накопленные человеком знания и формы их выражения, а также его эмоционально-волевая сфера психики и мышления.

Наука в различных ее проявлениях (как область культуры, как способ познания мира, как специальный институт) имеет свои характерные свойства:

1. Универсальность - сообщение человеку достоверных знаний о мире, как целостном образовании, полученных с учетом существующего уровня развития человека и общества.

2. Фрагментарность - наука изучает отдельные фрагменты действительности в пределах отдельных научных дисциплин или научных направлений.

3. Общезначимость - полученные научные знания пригодны и доступны как для отдельного человека, так и для всего населения планеты Земля.

4. Обезличенность - конечные результаты научного исследования, познания востребуются всем обществом, в независимости от анкетных данных ученого.

5. Структурированность - полученные научные результаты имеют составные элементы, связанные между собой.

6. Незавершенность - абсолютную истину в науке достичь невозможно, но всегда существует поле деятельности для новых исследований.

7. Преемственность - новые знания определенным образом и по определенным правилам соотносятся со старыми знаниями.

8. Критичность - полученные научные результаты всегда можно поставить под сомнение.

9. Достоверность - научные выводы требуют, допускают и проходят проверку по сформулированным в науке правилам.

10.Внеморальность - научные истины нейтральны в морально-этическом плане, а деятельность ученого по получению или применению знания связана с его интеллектуальной честностью и мужеством в ходе поиска истины.

11.Рациональность - научные знания получаются на основе законов логики и рациональных процедур.

12.Чувственность - научные результаты требуют опытных подтверждений и только после этого признаются достоверными.

Специфика научного исследования определяется как этими свойствами, так и характерными для науки методами, приемами, инструментарием.

Наука направлена не на обеспечение всего мира в целом, как мифология, а на открытие и формулировку законов развития природы, их опытную проверку. Наука стремится не к слиянию с объектом исследования, как мистика, а к теоретическому его пониманию и воспроизведению. Наука опирается на разумную логику и объяснение фактов, явлений, событий, а не на веру, как религия. Научные истины всегда общезначимы и не зависят от интересов определенных слоев общества, как в идеологии. Наука всегда рациональна, ее выводы и результаты доводятся до уровня теории, а не образов, как в искусстве.

Элементом духовной культуры человека и общества, как было указано выше, является наука. Наука возникает тогда, когда происходит разделение умственного и физического труда, когда познавательская деятельность превращается в специфический род деятельности.

К настоящему времени в литературе представлены различные точки зрения на возникновение науки, выделяются разные этапы и их временные рамки. Можно условно выделить пять этапов, связанных с возникновением науки:

1. Донаучный (ок. 2 млн. лет назад - ок. V в. до н.э.);

2. Древнегреческий (ок. VI в. до н.э. - ок. V в.);

3. Средневековый (ок. V в. - ок. XVI в.);

4. Позднесредневековый (ок. XVI - сер. XVII в.в.);

5. Научный (ок. сер. XVIII по наст. время).

На донаучном этапе существовал только практический вид знаний. Человеком приобретались знания путем наблюдений за Природой и осуществлялась передача только практически значимых знаний. Науки как сферы исследовательской деятельности и предпосылок для ее возникновения еще не существовало.

Предпосылки для возникновения науки появились в странах Древнего Востока: Египте, Вавилоне, Индии, Китае на так называемом древнегреческом ее этапе. Здесь происходило накопление и осмысливание эмпирических знаний о Природе и обществе, возникли зачатки астрономии, математики, логики, этики. Знания начали приобретать доказательный характер. Достояние восточных цивилизаций было воспринято и переработано в достаточно стройную теоретическую систему в Древней Греции (ок. V - IV в.в. до н.э.). На этом этапе науки, в современном ее понимании, еще нет. Проводились в основном умозрительные исследования. Они были мало связаны с решением практических задач. Природные явления объяснялись философски, умозрительно. Ориентация на практическое использование полученных результатов исследований, под которыми понимались в основном простые размышления, считалась излишней и даже неприличной, т.к. существовало разделение труда (все тяжелые работы выполняли рабы). Но вместе с тем знания приобретали доказательный характер. Исследования рассматривались как специфический вид деятельности.

Представителями этого этапа формирования науки выступали в основном древнегреческие философы и врачи: Демокрит, Эмпедокл, Левкипп, Аристотель, Сократ и др. В древнегреческой культуре и мышлении преобладали убежденность в преемственности опыта для познания окружающей действительности, Природы в целом, рациональность.

На средневековом этапе становления науки произошло уже осознание значимости опытного знания и его развитие. В исследованиях над Природой большое значение уделялось математике, опыту как научному эксперименту, а также внутреннему мистическому «озарению» (например, англ. естествоиспытатель Роджер Бэкон (1214-1292)).

Подлинное обеспечение господства над Природой и становление основ науки в современном ее понимании произошло на позднесредневековом этапе становления науки, к XVI-XVII в.в. Здесь произошло развитие опытного знания. Наука стала полноценным социально-духовным образованием. Французский философ, математик, физик и физиолог Рене Декарт (1596-1650) указывал: «Возможно вместо спекулятивной философии, которая лишь задним числом понятийно расчленяет заранее данную истину, найти такую, которая непосредственно приступает к сущему и наступает на него, с тем, чтобы мы добыли познания о силе и действиях огня, воды, воздуха, звезд, небесного свода и всех прочих окружающих нас тел, причем это познание (элементов, стихий) будет таким же точным, как наше знание разнообразных видов деятельности наших ремесленников. Затем мы таким же путем сможем реализовать и применить эти познания для всех целей, для которых они пригодны, и таким образом эти познания (эти новые способы представления) сделают нас хозяевами и обладателями природы» .

Современник Р.Декарта, англ. философ Фрэнсис Бэкон (1561-1626) пропагандировал экспериментальные исследования для познания Природы. К этому времени стиль мышления исследователей сводился к:

1) опоре на эксперимент;

2) использованию аналитического подхода в научных исследованиях: поиск элементов реальной действительности, сведение сложного к более простому, обозримому, более доступному, понимаемому (использование т.н. редукционизма).

Благодаря совместному применению этих двух направлений научной деятельности зародились основы науки. Этому способствовала и существующая в Европе к началу ХУ!! в. своеобразная культура. Она соединяла в себе переживание человеком своего отношения к окружающей действительности (т.н. чувственность), устойчивую совокупность правил, норм, стандартов, эталонов духовной и материальной деятельности (т.н. рациональность), а также ценности общепринятые и однозначно понимаемые всеми членами общества. Эта культура, в отличие от греческой, существовала убежденность не только в преемственности опыта для познания окружающей действительности, но и прогрессирующее наблюдение за ней. Исследование рассматривалось не только как простое размышление (как у древних греков), но и как размышление посредством деятельности, т.е. в науке появилась т.н. деятельностная направленность. Этому благоприятствовали имевшие в то время место природные, социальные и духовные факторы.

На этом этапе становления науки:

1) сформировались физика, химия, биология;

2) выделяются признаки науки: математические модели объектов; эмпирические результаты экспериментального уровня; мысленное обобщение физических и математических типов;

3) создаются первые социальные условия науки: Лондонское Королевское общество (1660 г.) - первое научное объединение ученых; Парижская академия наук (1666 г.).

Позднесредневековый этап становления науки связан с мыслителями и учеными, занимающимися специально наукой, отмежевавшимися от религиозной и морфологической традиции: Иоганн Кеплер (1571-1630), Галилео Галилей (1564-1642), Христиан Гюйгенс (1629-1695), Исаак Ньютон (1643-1727) и др.

С этого времени и вплоть до индустриальной революции главной функцией науки является объяснительная функция, основная задача которой - познание Природы, частью которой является человек.

Подлинно научный этап в развитии знаний начинается с:

1) совмещения исследовательской деятельности и высшего образования на основе общей научно-исследовательской программы;

2) появления крупного машинного производства и создания условий для превращения науки в активный фактор самого производства.

Создателями науки считают немецкого философа, языковеда, филолога Вильгельма Гумбольдта (1767-1835), который видел в университетском развитии индивидуальности высшую цель, определяющую границы деятельности государства, и немецкого химика Юстаса Либиха (1803-1873), основателя одной из первых научных школ, автора химической теории брожения и гниения, теории минерального питания растений.

На этом этапе выдвигается основная задача - задача познания Природы с целью ее переделки и преобразования. Наблюдается очевидная техническая ориентация науки, где лидирующее место занимает комплекс естественнонаучных дисциплин и соответствующие прикладные исследования. В условиях научно-технической революции происходит новая, коренная перестройка науки как системы.

Термин «научно-техническая революция» (НТР) возник в середине ХХ века.

Научно-техническая революция характеризуется:

1) срастанием науки с техникой в единую систему, в результате чего наука становится непосредственной производительной силой;

2) небывалыми успехами в деле покорения природы и самого человека как части природы. Достижения НТР впечатляющи. Она вывела человека в космос, дала ему новый источник энергии - атомную, принципиально новые вещества и технические средства (лазер), новые средства массовой коммуникации и информации и др.

В авангарде науки идут фундаментальные исследования. Растет число ученых, наук. В 1900 году в мире было 100 тыс. ученых, сейчас - 5 млн. (один из тысячи человек, живущих на Земле). 90% всех ученых, когда-либо живших на планете, - наши современники. Процесс дифференциации научного знания привел к тому, что сейчас насчитывается более 15 тысяч научных дисциплин.

Наука не только изучает мир и его эволюцию, но и сама является продуктом эволюции, составляя вслед за природой и человеком особый мир - мир знаний и навыков.

Существует также преувеличенное представление о возможностях науки, имеются попытки поставить ее выше других отраслей культуры и перед ними. Создалось своеобразное научное лобби, которое получило название сциентизма (от лат. «сциенция» - наука). Именно в наше время, когда роль науки поистине огромна, появился сциентизм с представлением о науке, особенно естествознании, как высшей, если не абсолютной ценности. Эта научная идеология заявила, что лишь наука способна решить все проблемы, стоящие перед человечеством, включая бессмертие.

Для сциентизма характерны абсолютизация стиля и методов точных наук, объявление их вершиной знания, часто сопровождающееся отрицанием социально-гуманитарной проблематики как не имеющей познавательного значения. На волне сциентизма возникло даже представление о никак не связанных друг с другом двух культурах - естественнонаучной и гуманитарной.

В рамках сциентизма наука рассматривается как единственная в будущем сфера духовной культуры, которая поглотит ее нерациональные области. В противоположность этому также громко заявившие о себе во второй половине XX в. антисциентистские высказывания обрекают ее либо на вымирание, либо на вечное противопоставление человеческой природе.

Антисциентизм исходит из положения о принципиальной ограниченности возможностей науки в решении коренных человеческих проблем, а в своих проявлениях оценивает науку как враждебную человеку силу, отказывая ей в положительном влиянии на культуру. Да, говорят критики, наука повышает благосостояние населения, но она же увеличивает опасность гибели человечества и Земли от атомного оружия и загрязнения природной среды.

Рассмотренные выше свойства науки определяют ее противоречия и ограничения. Можно выделить следующие противоречия и ограничения:

1. Отсутствие оснований для уверенности в достижении истины. В науке не существует доказательств, за исключением чистой математики и логики, если под доказательством понимать установление истинности теории.

2. Отсутствие претензий на абсолютную истину. Наука решает частные проблемы и дает относительные, подтверждаемые опытом ответы на частные вопросы.

3. Развитие науки идет революционным путем. Наука развивается не путем постепенного накопления информации, как считал еще Аристотель, а благодаря смелым идеям, выдвижению новых, подчас даже странных теорий, опровержению существующих теорий.

4. Применение абстракций в науке. Объекты Природы функционируют как целостные образования, а наука развивается в основном путем выделения наиболее важных свойств этих объектов и применения к ним абстракций. Основой научного познания является анализ объекта исследования, выделение абстрактных элементов этого объекта, а затем - синтез из них единого целого в виде теоретической системы.

5. Фрагментарность науки. Природа едина, в ней все связано со всем, а науки же разделены на отдельные дисциплины, каждая наука занимает свою нишу.

6. Критика аналитической направленности науки. Аналитический подход, лежащий в фундаменте научного подхода к действительности, вполне отвечает стремлениям человека овладеть всеми знаниями о Природе, так как сама познавательная и преобразовательная деятельность человека по своей сущности преимущественно аналитична. Однако, еще И.В.Гете (1749-1832г.г.), другие философы, ученые подвергли критике аналитическую направленность в науке. Наблюдается такая критика и в настоящее время.

В областях, наиболее доступных аналитическому расчленению, например, как физика, наука достигла наибольшего успеха. Мечта английского философа Т.Гоббса (1588-1679г.г.) была в сведении всех наук к физике. Английский философ Ф.Бэкон (1561-1626г.г.) даже называл физику «матерью наук».

Глава 2.Наука и другие элементы культуры

2.1 Наука и религия

На соотношение науки и религии существуют различные точки зрения. Атеисты утверждают, что научное знание и религиозная вера несовместимы, что каждое новое знание уменьшает область веры.

Граница между наукой и религией условно проходит между разумом и верой. В науке преобладает разум, но и в ней имеет место вера, без которой познание невозможно. Но эта вера не в бога, а вера в чувственную реальность. Она дается человеку в ощущениях, интуиции, познавательных возможностях разума, в способности научного знания отражать реальную действительность. Без такой веры невозможны научные исследования.

В религиозной философии, теологических исследованиях разум также привлекается для обоснования веры. Религиозная философия даже пытается доказать совместимость теологии (от греч theos - бог и logos - учение, слово) с наукой.

Из этих противоположных взглядов на соотношение науки и религии можно сделать вывод, что абсолютной границы между разумом и верой нет. Наука может сосуществовать с религией, но наука направлена на эмпирическую реальность, а религия - на внечувственное восприятие.

Научная картина мира, ограничиваясь сферой опыта, не имеет прямого отношения к религиозным откровениям, и ученый может быть как атеистом, так и верующим. Другое дело, что в истории культуры известны случаи резких конфронтаций между наукой и религией, особенно в те времена, когда наука обретала свою независимость, скажем, во времена создания гелиоцентрической модели строения мира Коперником. Но так не обязательно должно быть всегда.

Существует еще и область суеверий, которая не имеет отношения ни к религиозной вере, ни к науке, а связана с остатками мистических и мифологических представлений, а также с различными сектантскими ответвлениями от официальной религии и бытовыми предрассудками. Суеверия, как правило, далеки и от подлинной веры и от рационального знания.

2.2 Наука и искусство

Соотношение науки и искусства также не однозначно. Искусство всегда охраняло непосредственную истину чувственных восприятий от прямолинейных вторжений науки. Во все времена искусство ценили за способность сообщить человеку о гармонии, недоступной для систематического анализа.

Наука всегда может объяснить, почему хороша эта формула или плоха та теория. Искусство же позволяет лишь почувствовать очарование мелодии и блеск сонета - и никогда ничего не объясняет до конца.

Как бы ни сложна была исследуемая реальность, описание последней всегда можно свести к привычной схеме двузначной логики: данное утверждение либо истинно, либо ложно.

В искусстве же имеет место внелогическое, интуитивное синтетическое усмотрение сути явлений. Специфика искусства состоит во внелогическом постижении идеи, хотя в целом искусство есть соединение интуитивного с логическим, рассудочным.

Способность искусства давать целостное постижение действительности полностью содержится в его способности придавать убедительность интуитивному суждению. И в этом смысле искусство, помогая разрушить монополию научного метода, становится одним из важнейших условий постижения материального и духовного мира. Следовательно, отказ от интуитивного губителен для познания.

С другой стороны, причина могущества науки - в ее всеобщности. Законы науки свободны от произвола людей, наука отражает кол-лективный их опыт, независимый от субъективной компоненты исследователей. А прелесть искусства - в его неповторимости.

Ученый счастлив, если результаты его исследований подтвердятся другими. В искусстве повторение равносильно смерти, и настоящий артист умирает на сцене каждый раз по-новому.

Можно и далее искать и находить различные оттенки различий между искусством и наукой.

Но представляется, что настоящее искусство невозможно без самой строгой науки. Впрочем, и научный метод, с помощью которого открыты глубокие истины, тоже в значительной мере лежит в сфере искусства. При этом всегда существуют границы научного анализа искусства и предел, который не позволяет постигнуть науку единым порывом вдохновения.

Таким образом, существует очевидная дополнительность методов науки и искусства в процессе познания окружающего мира. Родство науки и искусства несомненно, и не надо думать, что в науке и технике речь идет только о точном наблюдении и о рациональном, логическом мышлении.

2.3 Естествознание и образование

Современное естествознание - это не просто наука о природе, а наука о природе как единой целостности. Следовательно, знания о Природе должно быть таковыми, чтобы четко представить себе подлинное единство Природы, т.е. ее целостность. А это единое основание, на котором построено все бесчисленное разнообразие предметов и явлений Природы, из которого вытекают основные законы, связывающие Землю и Космос, физические и химические явления между собой и с жизнью, с разумом.

Во всем мире наблюдается некоторый спад интереса к точному естествознанию у молодежи. И хотя его связывают с естественным разрывом между гуманитарной культурой и т.н. «научной культурой», производной от научно-технического прогресса XX в., однако одной из причин снижения интереса к естествознанию в том, что у молодежи создается неверное представление о научном методе. И еще в том, что методики обучения в большей степени основаны на совершенствовании методов изложения научных результатов, а не с методом их получения.

В результате студент вместо довольно запутанного, остроконфликтного, но очаровательного лица живой науки получает суровый лик с абсолютно правильными чертами, внушающий почтение, но не любовь.

Более того, степень научности учебника считается тем выше, чем сильнее в нем представлен дедуктивный метод. Имеет место увлечение аксиоматизацией изложения, хотя еще в 1931 г. австрийский математик К. Гёдель доказал теорему, согласно которой нельзя создать замкнутую систему аксиом даже для теории рациональных целых чисел, а что уж говорить о сложных разделах физики, химии, биологии, психологии...

Здесь уместно вспомнить известного физика Г. Крамерса, сотрудника Н. Бора, который утверждал: «Мое глубокое убеждение состоит в том, что в области человеческого мышления вообще и в физике в частности наиболее важные и самые плодотворные концепции это те, которым невозможно придать точно определенный смысл».

Можно напомнить и слова российского выдающегося физика Л.И. Мандельштама, который неоднократно подчеркивал, что давать определения - это тяжелая и неблагодарная задача. Например, неблагодарная задача дать такое определение физики, которое отделило бы ее от химии. Важно другое - нужны руководящие точки зрения, общие идеи.

Естественно, что приведенные нами высказывания не надо понимать слишком буквально, но надо трезво оценивать взаимоотношения точного естествознания с остальным знанием и помнить, что для непосвященного нелепость, облеченная в «мундир» науки, гораздо более убедительна, чем обнаженная нелепость.

Приведем пример анализа логической структуры доказательства. Рассмотрим теоретическое доказательство того, что все тела падают с одинаковой скоростью. Это доказательство (без единой формулы) было приведено Галилеем в его знаменитой книге «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки» (1638). Опровергая утверждение Аристотеля (в то время это было актом огромного мужества) о том, что более тяжелые тела падают с большей скоростью, чем легкие, Галилей приводит следующее рассуждение. Допустим, Аристотель прав, и более тяжелое тело падает быстрее. Скрепим два тела - легкое и тяжелое. Тяжелое тело. стремясь двигаться быстрей, будет ускорять легкое, а легкое, стремясь двигаться медленнее тяжелого, будет его тормозить. Поэтому скрепленные тела будут двигаться с промежуточной скоростью. Но оба тела тяжелее, чем каждая из его частей, и должны двигаться не с промежуточной скоростью, а со скоростью большей, чем скорость его более тяжелой части. Возникло противоречие, и, значит, исходное предположение неверно!

Какие же можно высказать пожелания в связи с изложенным? Во-первых, при изучении концептуальных оснований современного естествознания необходимо доводить любой самый сложный вопрос до предельной простоты и ясности.

Во-вторых, использовать интуицию, но не доверять ей.

В-третьих, верить в результат и в то же время внимательно относиться к вариантам их опровержения. Или, как говорил Б. Пастернак, «нужно все понять до оснований, до корней, до сердцевины».

Наконец, изучая те или иные концепции естествознания, мы всегда должны помнить, что все достижения точного естествознания являются переплетением эксперимента и предвидения, раздумий и теоретических основ, все это, будучи делом рук человеческих, меняется со временем. Естествознание, как и вся наука, - социальна и зависит от человеческих контактов.

И еще один момент хотелось бы отметить. Он особенно трудно воспринимается представителями гуманитарного знания. Дело в том, что изучение природы - это не решение задачи, когда на нее всегда можно найти ответ, хотя бы в конце учебника. А величайшей заслугой ученых является их умение в выборе тех проблем, которые возможно решить.

Так, размышляя о вкладе И. Ньютона в понимание строения Солнечной системы, ясно видишь величайшую заслугу его гения в том, что он смог выбрать из всего множества фактов о движении планет и их спутников в солнечной системе только такой вопрос: «Где в будущем будут планеты и их спутники, если известны их массы, координаты и скорость в настоящий момент?» Это был вопрос, на который он смог дать исчерпывающий ответ. В то же самое время Ньютон сумел как-то отделить его от другого вопроса: «Почему планеты и их спутники обладают именно этими значениями массы, координаты и скорости?», который связан непосредственно с происхождением солнечной системы, а полный ответ на этот вопрос не получен и через три века после Ньютона.

Значит, надо взять всю наличную массу информации, выбрать те проблемы, которые можно решить, и отложить в сторону все остальные, в этом заключается наиболее существенный вклад, который сделал Ньютон.

Изучение концепций современного естествознания также предполагает из всей массы информации о Природе выделить только основополагающие, которые бы помогли выявить те связи, которые создают органическое единство всех физических, химических и биологических явлений.

Пора отказаться от мнения, что нельзя выпускать из вуза специалистов, которые никогда не слышали о тех или иных вопросах. Задача образования не в том, чтобы объять необъятное. а знать, на каких принципах, понятиях и концепциях строится современная естественнонаучная картина мира, какие закономерности определяют ядро современной картины мира.

Глава 3. Содержание естественнонаучного познания

3.1 Возникновение научного метода

Слово «наука» в нынешнем его понимании существует не более 300 - 400 лет, а слово «ученый» в современном значении появилось впервые в 1840 г. в сочинениях Уильяма Уэвелла. За этот короткий срок наука радикально изменила образ жизни цивилизованных народов, их отношение к миру, возникла вера в науку. От науки ждут ответов практически на все вопросы действительности. Своими достижениями наука обязана научному методу, как совокупности научных приемов для познания и освоения действительности.

Человек не сразу научился при познании окружающего мира опираться на какой-то специально разработанный метод. Современная цивилизация опирается на два способа культурного освоения опыта предков - технический и атехнический. У истоков технического освоения опыта, а, следовательно, и нынешней науки стоят древние греки.

Древние греки выработали специфическую форму обоснования фактов, событий и явлений - доказательство, без которого невозможно было бы становление современной науки. Первые попытки доказательства выдвигаемых положений (гипотез) предпринял Анаксимандр (610 - 540 гг. до н.э.) при обосновании положения Земли во Вселенной. Он рассуждал следующим образом: «Земля пребывает в центре Вселенной в неподвижном состоянии по причине своей равноудаленности от всех точек небесной окружности. Земля парит в мировом пространстве, ни на чем не держится и не нуждается в том, чтобы двигаться «вверх» или «вниз», в ту или другую сторону». Тем самым Анаксимандр решительно порвал с религиозно-мифологическими представлениями, согласно которым Земля держится на чем-то или на ком-то, а порядок в мире определяется сверхъестественными существами, таинственными силами.

Впервые появились рациональные представления о мире как саморегулирующемся процессе. Стало очевидным, что находить причины наблюдаемых явлений необходимо с помощью разума.

Ни в Древнем Египте, ни в Месопотамии, ни в Китае такие представления возникнуть не могли, так как все эти цивилизации была основаны на тирании и безусловном подчинении авторитетам. В таких условиях даже сама мысль о возможности разумных доказательств кажется неестественной.

В VI - V вв. до н.э. начинается формирование западной (греческой) ментальности. Греки получали с Востока научные познания: от египтян - математико-геометрические. от вавилонян - астрономические. Но математика египтян заключалась преимущественно в овладении операциями арифметического счета, привязанными к практическим целям, как, например, измерение количества товаров или деление определенного числа вещей на данное число лиц. Аналогичным образом и геометрия имела практический характер. Она помогала разметить поля после периодических разливов Нила. проектировать и конструировать пирамиды.

Египтяне продвигались в своих математических познаниях, развивали активность разума. Однако в процессе переработки египетских учений греки внесли в них нечто содержательно новое. Они, в особенности Пифагор (VI в.до н.э.) и пифагорейцы, трансформировали эти знания в общую теорию чисел и геометрических фигур, создав некую рационально-органическую конструкцию сверх тех практических целей, которыми египтяне себя ограничивали.

То же можно сказать и об астрономии. Вавилоняне преследовали сугубо практические цели, создавая гороскопы и делая предсказания. Греки же имели в виду цель преимущественно познавательную. Теоретический дух, движимый любовью к чистому познанию, был тот самый дух, который создавал и подпитывал новый метод, получивший название аксиоматического.

Аксиоматический способ построения теоретического знания состоит в том, что в основу теории кладутся некоторые исходные положения, называемые аксиомами, а все остальные предложения теории получаются как логические следствия аксиом.

В математике аксиоматический метод как раз и зародился в работах древнегреческих геометров. Образцом применения аксиоматического метода вплоть до XIX в. была геометрическая система, известная под названием «Начал Эвклида» (ок. 3 в. до н.э.). В них подведен итог 300-летнему развитию античной математики: элементарной геометрии; теории чисел; общей теории отношений; элементарной теории пределов и др. Усилиями Эвклида создан фундамент для дальнейших математических исследований.

Хотя в то время не вставал еще вопрос об описании логических средств, применяемых для извлечения содержательных следствий из аксиом, в системе Эвклида уже достаточно четко проведена идея получения всего основного содержания геометрической теории чисто дедуктивным путем, из некоторого относительно небольшого числа утверждений - аксиом, истинность которых представлялась наглядно очевидной.

Важнейшими свойствами аксиоматического метода являются непротиворечивость, независимость и полнота аксиом. Непротиворечивость аксиом предполагает, что в пределах данной системы аксиом нельзя одновременно вывести высказывание А и отрицание А.

Независимость аксиомы от остальных аксиом данной системы состоит в том, что аксиому нельзя доказать при помощи остальных аксиом, входящих в систему аксиом, в которую входит и независимая аксиома.

Полнота аксиом для данной системы аксиом свидетельствует о том, что в ней все содержательно истинные формулы могут быть получены из нее самой. Система аксиом считается полной, если из двух противоречивых высказываний, сформулированных исключительно в терминах рассматриваемой теории, по крайней мере, одно высказывание может быть доказано в этой теории.

Можно сделать вывод, что у греков, начиная с IV в. до н.э., сложилось определенное миропонимание, сущность которого сводится к следующему. Природа устроена рационально, а все явления протекают по точному неизменному плану, который, в конечном счете, является математическим. Человеческий разум всесилен, и если эту могучую силу приложить к изучению природы, то лежащий в основе мироздания математический план удастся раскрыть и познать.

Эффективность такого подхода проявилась и в средние века (кон. V - сер. XVII вв.), когда, казалось бы, потребность рационального познания природы угасла рядом с попытками осмыслить предназначение человека в рамках различных религиозных вероучений.

Примерно до XV века (т.е. почти 10 веков) на все вопросы бытия исчерпывающие ответы давала религия. Религиозные воззрения не подлежали обсуждению, а тем более - критике. Изучение Природы было изучением слова божьего, его воли, деяний. В этой обстановке ответ на вопрос, почему математика (а это уже был научный метод) столь эффективна, сам собой напрашивался следующий: «Мир создан на математических принципах Богом. Именно Бог заложил в мир тот строгий математический порядок, познание которого дается с таким трудом». Бог был превращен в ревностного и непогрешимого математика, стоящего над всем миром.

Таким образом средневековые мыслители как бы отождествляли поиск математических законов Природы с религиозными исканиями.

Но тем не менее, и в средние века появлялись мыслители, обосновывающие необходимость опытных знаний. Так, например, английский философ и естествоиспытатель Роджер Бэкон (1214-1292 гг.) указывал: «Существует естественный и несовершенный опыт, который не сознает своего могущества и не отдает себе отчета в своих приемах: им пользуются ремесленники, а не ученые. Выше всех умозрительных знаний и искусств стоит умение производить ответы, и эта наука есть царица наук... Невозможно отличить софизм от доказательства, не проверив заключение путем опыта и применения». Софизм (от греч. sophisma - уловка, выдумка, головоломка) - мнимое доказательство, в котором обоснованность заключения кажущаяся, порождается чисто субъективным впечатлением.

Несколько позже Фрэнсис Бэкон (1561-1626г.г.) значительно углубил понимание специфики научного метода. Он создал теорию «идолов» (выделял идолов рода, пещеры, площади, театра), чтобы люди различали идолов и умели освобождаться от них, а также указал надежный способ их удаления из человеческого ума - наполнение его аксиомами и концептами (от лат. conceptus - мысль, понятие, т.е. содержание понятия), выработанными с помощью правильного метода, истинной индукции. Ф.Бэкон указывал также, что в научном поиске недопустимо быть ни эмпириками (от греч. empeiria - опыт), ни рационалистами (от лат. rationalis - разумный). Эмпириков он ассоциировал с муравьями, которые собирают и потребляют, а рационалистов - с пауками, ткущими паутину из самих себя. Средним путем он называл пчел, добывающих пыльцу с садовых и полевых цветов и превращающих ее в мед. На основе этих ассоциаций он выводил исследователя к осознанию того, что в научном поиске важны не только сила разума, но и факты, извлекаемые из опыта, а факты должны синтезироваться интеллектом.

В целом же становление научного метода происходило медленно, поскольку сопутствующие последнему процессы математизации познавательных операций еще не стали общепринятыми. Так, например, арабские цифры еще в Х в. вошли во всеобщее употребление, но даже в XVI в. вычисления повсеместно производили не на бумаге, а с помощью особых жетонов, которые были еще менее совершенны, чем наши «русские» счеты.

Действительную историю научного метода принято начинать с Галилея и Ньютона. Согласно традиции Галилео Галилей (1564-1642г.г.) считается родоначальником экспериментальной физики, а Исаак Ньютон (1642-1727г.г.) основателем теоретической механики и физики.

Заметим при этом, что во времена Галилея и Ньютона не было разделения единой науки физики на две части, более того, не было даже самой физики - ока называлась натуральной философией. Может быть, после этого напоминания станет понятным, почему самое главное свое произведение Ньютон назвал «Математические начала натуральной философии», хотя в ней предлагались математические доказательства гипотезы Коперника в изложении И. Кеплера (1571-1630г.г.) с объяснением всех феноменов небесных тел с помощью единого закона гравитации к центру Солнца, сила которой уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния от центра. «Начала...» появились в 1687 г., и с этого времени можно начинать отсчет сознательного и результативного применения научного метода познания.

3.2 Сущность и развитие научного метода

Человеку дана способность познания явлений, т.е. находить связи между ними и устанавливать последовательность причин и следствий. Однако на каждом этапе истории он реализовал эту способность по-разному, в зависимости от того, что считалось главным на данном историческом этапе и какие ответы ожидались от своих лучших представителей.

XX век можно назвать веком науки. После Ф. Бэкона (1561-1626г.г.), провозгласившего, что «знание - это сила», человек не мыслит себя без научного знания.

Сущность научного метода состоит в том, что он позволяет добыть такие знания о явлениях Природы, которые можно проверить, сохранить и передать другому. Отсюда следует, что наука оперирует не всякими явлениями, а только с теми из них, которые повторяются. Основная задача науки - найти законы, согласно которым протекают эти явления. Закон - это устойчивая, повторяющаяся связь явлений. В разное время наука достигала этой цели по-разному.

Древние греки наблюдали явления и затем с помощью умозрения, силой интеллекта, опираясь только на данные чувств, пытались проникнуть в гармонию Природы.

Постепенно люди осознали, что адекватно познать Природу только с помощью пяти органов чувств невозможно - необходимы приборы, которые есть не что иное, как их продолжение и обострение. Достаточно вспомнить Галилея, который направил подзорную трубу на Солнце, Луну и другие небесные тела. При этом сразу же возникли два вопроса: насколько можно доверять показаниям приборов и как сохранить информацию, полученную с их помощью?

Первая задача - можно ли доверять показаниям приборов? - вначале была решена просто. Пятна на Солнце, увиденные Галилеем, легко было идентифицировать от пятен на подзорной трубе, которой он пользовался.

Вторая задача была решена изобретением книгопечатания и последовательным применением математики в естественных науках.

Однако вскоре выяснилось, что достоверность знаний, полученных с помощью приборов, остается под сомнением. То, что показания приборов отражают что-то реальное в природе, существующее независимо от них, ясно. Но насколько человек может дистанцироваться от возмущений, вносимых приборами, - это вопрос, который не исчерпан до сих пор, и вся история научного метода - это история постоянного углубления и видоизменения этого вопроса.

Например, в XIX в. немецкий физиолог Иоганнес Мюллер (1801-1858г.г.) выдвинул так называемую «теорию специфической энергии органов чувств». В том или ином виде этот подход развивался и в наши дни. Основой этого подхода служит следующий эмпирический факт. Действуя на глаз различными раздражителями - светом, электричеством, механической энергией, можно получить один и тот же эффект - световое ощущение. Поскольку разным внешним причинам соответствует одно и то же ощущение, постольку делается вывод, что ощущение не отражает соответствующих свойств внешнего раздражителя. Но что же оно в этом случае выражает?

Ответ на этот вопрос, казалось бы, получается из другой серии опытов. В этом случае берется один и тот же раздражитель, с помощью которого действуют на органы чувств.

Так, если электрическим током действовать на глаз, язык, поверхность кожи, то можно получить разные ощущения. Соответственно - оптическое ощущение, вкусовое и тактильное. Качество ощущения меняется в зависимости от органа чувств, на который мы воздействуем. По Мюллеру получалось, что ощущения отражают лишь специфическую энергию, которая заложена в самих органах чувств. А если еще прибавить к этому влияние приборов, которые исследователь помещает между органами чувств и природной средой, то сомнения в достоверности получаемой информации правомерны.

Но надо отдать должное естествоиспытателям, которые быстро научились коррелировать влияние приборов и органов чувств на исследуемую реальность.

Однако объем знаний рос, и в какой-то момент ученые перестали понимать, как соотносить числа, полученные с помощью приборов, с реальными явлениями в природе. Этот период в истории естествознания на рубеже веков известен как гносеологический кризис.

Причин кризиса две. С одной стороны, приборы стали столь сложными, что далеко ушли от непосредственных ощущений человека, и поэтому ученый, лишенный образной основы наблюдаемых фактов, все более переходил на умозрительные формы синтеза данных. Тем самым были исчерпаны возможности наглядной интерпретации данных опыта. С другой стороны, не существовало непротиворечивой логической схемы, которая помогла бы упорядочить научные факты и без ссылок на интуицию привести к таким наблюдаемым следствиям, против которых не мог бы возразить даже здравый смысл.

Кризис преодолели на втором пути. Доверяя показаниям приборов, сформулировали новые понятия и новые логические схемы, которые научили по-новому относиться к этим показаниям. Показания приборов - не простая фотография явлений природы, они лишь отражают и закрепляют числами их разные грани и только с нашими представлениями о ней получают смысл и значение. Эти знания с течением времени совершенствуются и позволяют человеку правильно предсказывать все более тонкие явления природы.

Однако при такой постановке возникает вопрос, если это научный метод, то насколько полна картина мира, нарисованная при помощи этого метода?

Вопрос этот не просто вопрос естествознания, а скорее - теории познания. Он возникал во все времена, но впервые был отчетливо сформулирован Платоном (428-348г.г. до н.э.). Платон уподобил ученых узникам, прикованным в пещере спиной ко входу так, что они не видят освещенных предметов, находящихся у них за спиной, а только тени, движущиеся на стене перед ними. Платон признавал, что даже в этих условиях, внимательно наблюдая движение теней, можно научиться предсказывать поведение тех тел, чьи тени видны на стене. Естественно, что ученый понимает, что знание, приобретенное таким способом, конечно, не совсем то, которое получает освобожденный узник, выйдя из пещеры.

Действительно, окружающий нас мир и в самом деле богаче того, который мы в состоянии себе представить только на основе тех форм познания, которые научный метод разработал в рамках современного естествознания. Однако известно, что даже ограниченное число способов научного познания дает истинное знание о Природе.

На формирование научного метода значительное влияние оказали математика и результаты изучения самих процессов, характеризующих явления действительности.

Сущность научного метода, как уже упоминалось выше, состоит в получении знаний о явлениях, которые можно проверить, сохранить и передать другому. Сердцевину же научного метода по праву занимает умение перевести свойства, вещи, отношения окружающего мира в математические символы. Даже если математические соотношения сами по себе не отражают реальности природы, их тем не менее можно считать ключом к познанию реальности.

Ясно, что созданная ученым математическая форма может оказаться не более, чем рабочей схемой. Не исключено, что природа в действительности устроена гораздо сложнее и в основе ее нет той гармонии, на которую человек надеется. Но и тогда математика как метод исследования, описания и познания природы не знает себе равных. В некоторых областях ею исчерпывается все, что человек знает. Очевидно, глубоко прав И. Кант (1724-1804г.г.), утверждавший, что «учение о природе будет содержать науку в собственном смысле лишь в той мере, в какой может быть применена в ней математика».

Так это или нет, ясно одно - обычный язык во многом облегчает организованное мышление. Язык же математики - лучший помощник в формулировании научной мысли. Математика неоценима в том смысле, что она дает возможность исследовать однозначно и четко следствия, вытекающие из теоретических построений. Однако критерием эффективности может быть лишь сравнение следствий с наблюдениями.

Еще большее значение, чем математика, имело для формирования научного метода введение Галилеем принципа научного мышления, суть которого сводится к следующему: «Не суть важно определить «первичную причину» явления, а важно ограничиться изучением самого явления». Галилей, изучая характер движения падающего предмета, поставил вопрос - не почему камень падает, а каковы законы, объясняющие прирост скорости и как выразить взаимосвязь между высотой, с которой падает предмет, и продолжительностью его падения. Другими словами, Галилей понял, что не суть важно определить «первичную причину» явления, а ограничивался изучением самого явления. В результате такой дифференциации возникло и с тех пор существует разделение между метафизикой и физикой.

Таким образом, функции научного метода в естественных науках заключаются, скорее, в описании и координации явлений, чем в их «объяснении».

Эвристичность такого подхода очевидна. Например, от Аристотеля до Ньютона человечество искало причину притяжения тел, но только Ньютон дал формулу гравитации, после чего стало возможным сформулировать основные законы механистической картины мира. Ответ же на вопрос, почему существует гравитация, человечество не знает и сегодня.

Число подобных примеров легко умножить, и каждый из них учит, что вопросы о полноте естественнонаучной картины мира и о сущности явлений лежат вне конкретной предметной области (физика, химия, биология) и не могут быть разрешены ее средствами. То есть и физика, и химия, и биология изучают только те законы, по которым эти явления происходят. И хотя в этом смысле научный метод дает возможность получить знание о природе, но оно должно быть адекватным самой природе. Следовательно, возникает вопрос об истинности этого знания.

Парадоксально, но все это оказалось возможным благодаря фантастически простому открытию древних греков, что мир обладает всеобщей взаимосвязью и единством, которые можно выразить непротиворечиво в виде знаний, а соответствие этих знаний есть истина, которую можно записать в виде чисел и уравнений, устанавливающих связь между этими числами.

Как и всякий последовательный метод, научный метод развивается в соответствии с целями и задачами познания. Сегодня многие специалисты-естественники согласны с тем, что наиболее устойчивые, «глубинные» компоненты знаний выражаются на базе представлений об инвариантности и симметрии. Для современной естественнонаучной карты мира ведущими стали представления о статистических закономерностях, опирающиеся на методы теории вероятностей. Статистические закономерности трактуются сегодня как более общие и опирающиеся на более широкую экспериментальную основу в сравнении с представлениями о законе, свойственными классической науке.

Общепризнано, что лидером естественнонаучного познания выступает физика как наука, использующая наиболее развитую математику, наиболее точный эксперимент и измерения. Развитие биологического знания спонтанно привело к формированию системного движения - как общего учения о системах, породило представления об уровнях (иерархии) и целенаправленности поведения сложных систем. Системные представления получили мощный импульс для своего развития в ходе становления кибернетики. Последние десятилетия XX в. ознаменовались формированием синергетического подхода. Синергетика (т.е. теория самоорганизующихся систем) становится одной из важнейших парадигм современной науки. Она формулирует основы нового миропонимания, ориентируя на поиск достаточно общих закономерностей эволюции и самоорганизации природных, социальных и когнитивных систем, анализируя сценарии их развития. механизмы возникновения структур разных типов, коэволюцию человека и природы, а также сложных социальных и социо-экологических систем. Нелинейный мир, образы которого рисует синергетика, - это мир, качественно отличающийся по своим закономерностям от привычных миров.

3.3 Границы научного метода

Человека всегда занимали «вечные вопросы»: о жизни и смерти, о Боге и вечности, о конечной цели бытия и нашем месте во Вселенной.

Сначала религия, затем философия и, наконец, наука пытаются ответить на них. Но если религия не смогла на них ответить, дав краткое утешение в забвении проблем земного бытия, то философия перевела эти проблемы в ранг логико-методологических, передав решение науке. Но за блестящими успехами науки малозаметно, что наука не приспособлена для ответов на вопросы о смысле жизни - у нее более скромные задачи; наука в состоянии познать только те явления, свойства которых можно оценить числом.

Люди «точных» наук убеждены, что исходя из строго сформулированных основных положений и в дальнейшем рассуждая вполне последовательно (т.е. прежде всего в рамках системы законов формальной логики), можно прийти только к одному единственному и потому правильному выводу, добавив при этом, что основные положения (аксиомы) и определения должны соответствовать свойствам окружающего нас мира. Тогда и выводы, полученные посредством логических умозаключений, будут описывать свойства этого мира.