Постнеклассическое естественнонаучное образование

Целостность научной картины мира достигается интеграцией, синтезом научных знаний. Тенденцией перехода от наглядной научной картины мира к целостностной является изменение самих способов синтезирования, интеграции научных знаний.

Эволюция научной картины мира. Научная картина мира имеет свои исторические формы и эволюционирует. Поэтому для исследования становления научной картины мира необходим исторический подход. Эволюция современной картины мира предполагает движение от античных до современных представлений. Современная научная картина мира является продуктом философско-мировоззренческих изысканий многих поколений ученых и мыслителей. Рассмотрение исторических форм картины мира необходимо для выявления векторов, тенденций, императивов развития картины мира и ее составляющей – научной картины мира, которые позволят найти основания, закономерности становления научной картины мира на современном этапе развития общества.

Многие авторы занимались исследованием исторического развития научной картины мира.

В.С. Степин и Л.Ф. Кузнецова выделяют следующие этапы в историческом развитии научной картины мира:

-         становление первой общенаучной – механической – картины мира на этапе додисциплинарной науки, осуществляющей синтез знаний редукционистским путем – сведением всех явлений с механическим;

-         формирование специальных научных картин мира и "обретение ими статуса дисциплинарных онтологий";

-         "восстановление общенаучной картины мира как единого системного образа Универсума" как синтез различных дисциплинарных онтологий.

Другие исследователи выделяют отдельно этап донаучной картины мира.

Донаучная картина мира. Первая системная научная картина мира – механистическая – сформировалась в XVII–XIX вв. А до этого, начиная с каменного века, формировались отдельные концепции первобытной культуры. Например: тотемизм, анимизм, фетишизм, магия. Донаучную картину мира можно условно назвать мифологической.

В IV–V вв. до н.э. в Древней Греции возникли новые концепции. С именем Аристотеля (384–322 до н.э.) связано развитие метафизики (его книга так и называется). В метафизику входили рассуждения о началах бытия, о боге, душе, свободе воли. Развитие этих представлений определяет новую современную метафизику. Демокрит (460–370 до н.э.) впервые выдвинул концепцию атомизма. Эмпедокл (490–430 до н.э.) развивал учение о вечности материи, а также об эволюции живых существ. Проблема построения картины мира рассматривается античными материалистами Левкиппом, Демокритом, Гераклитом, Парменидом как сугубо натурфилософская и онтологическая.

Средневековая ментальность утверждает только одну подлинную ценность – Бога, поэтому картина мира является лишь отражением Божества, манифестации потустороннего мира. "Для Средневековья сущее есть ens creatum, сотворенное личным богом – творцом – как высшей причиной. Быть сущим здесь значит принадлежать к определенной иерархической ступени сотворенного бытия и в таком подчинении отвечать творящей первопричине (analogia entis). Но никогда бытие сущего не состоит здесь в том, что оно, будучи предметно противопоставлено человеку, переходит в сферу его компетенции и распоряжения и только потому существует.

В эпоху Возрождения и начала Нового времени происходит смена систем мира: геоцентрическая система мира К. Птолемея сменяется на противоположную гелиоцентрическую систему мира Дж. Бруно, Н. Коперника и И. Кеплера.

Но собственно научной картина мира становится с возникновением классической механики Ньютона. Более того, Хайдеггер отмечает, что не картина мира превращается из прежней средневековой в новоевропейскую, а мир вообще становится картиной, и этим знаменуется существо Нового времени.

Классификация В.С. Степина и Л.Ф. Кузнецова осуществлялась по этапам исторического развития научной картины мира.

В современной литературе устоялась предложенная В.С. Степиным классификация научной картины мира по типам рациональности. В соответствии с ней эволюция научной картины мира проходит стадии: классическая, неклассическая и постнеклассическая. Такая классификация поддерживается современной философией науки.

Классическая научная картина мира основана на достижениях Коперника, Галилея и Ньютона. Классическая (механистическая) картина мира господствовала на протяжении достаточно продолжительного периода времени. В ней постулируются основные черты материального мира.

Мир понимался как механизм, единожды заведенный творцом и развивающийся по динамическим законам, которые могли просчитать и предсказать все состояния мира.

Будущее однозначно детерминировано прошлым. Все предсказуемо и предопределено формулой мира. Причинно-следственные связи однозначны и объясняют все явления природы. Случайность исключена из природы.

Обратимость времени определяет одинаковость всех состояний механического движения тел. Пространство и время имеют абсолютный характер и никак не связаны с движениями тел.

Объекты существуют изолированно, не подвергаясь воздействиям других систем. Субъект познания элиминировался к возмущающим факторам и помехам.

Закономерности более высоких форм движения материи сводятся к законам простейшей формы – механического движения.

Следует отметить, что в философской литературе исследование эво-люции научной картины мира либо отождествляет науку как исследование и науку как мировоззрение и научную картину мира, либо считает научную картину мира прямым результатом науки как исследования. Причем научная картина мира отождествляется с наукой как мировоззрением.

В данной книге научная картина мира рассматривается как совершенно самостоятельный конструкт, основанный на философских презумпциях. Уже первая классическая картина мира вносит в нее редукционизм и рационализм.

Редукционизм есть методологический принцип, согласно которому высшие формы бытия могут быть сведены к низшим, т.е. они могут быть полностью объясняются на основе закономерностей низших форм. Редукционизм был подсказан механикой Ньютона, в которой Вселенная состоит из взаимодействующих между собой "материальных точек" по законам механики. В механике "мир уподобляется детскому "конструктору", в котором винтики и стерженьки более значимы, чем собираемые из них сооружения, ибо последние можно снова разобрать, а некоторые из них остаются лишь принципиально возможными, но не реализуются, в то время как стерженьки и винтики суть нечто постоянное и неизменное".

Само по себе сведение сложного к простому дает в ряде случаев плодотворные результаты, например использование ядерной (планетарной) модели атома при объяснении химических свойств элементов. Редукционизм, абсолютизирующий принцип редукции, вреден для общей методологии научного знания. Уже в космологии Ньютон предполагал существование Бога – Творца, который должен привести в движение мир – механизм. Но классическая научная картина мира приняла редукционизм и отбросила как нелепость Творца.

Рационализм признает разум основой познания и поведения людей. Рационализм есть убежденность во всемогуществе человеческого разума, способного проникнуть во все тайны природы и поставить обретенные знания на службу человеку, сделав его, таким образом, властелином Вселенной. Рационализм противопостоит иррационализму, который делает основой миропонимания иноприродное разуму, недоступное разуму.

Следует отметить, что исторически первым началось построение естественнонаучной и, в первую очередь, физической картин мира. Это закономерно, т.к. физика была востребована как основа научного прогресса и занимала лидирующие позиции с VII по XX вв. Другие естественные науки только в XX веке смогли поставить перед собой задачу построения научной картины. Поэтому в методологии науки закономерности эволюции научной картины мира зачастую отождествляются с закономерностями смены физических картин мира: механической, тепловой, электромагнитной, квантово-релятивистской. В условиях классической научной картины мира сформировался классический тип научной рациональности, основанный на идеях классической механики Ньютона.

Мир как простая и однородная механической Вселенная представал в виде часового механизма с детерминированным поведением любых равновесных систем и действующими на все без исключения объекты универсальными законами, которые могут быть открыты внешним наблюдателем. Такое представление о простой и однородной механической Вселенной как часовом механизме было перенесено на другие области человеческой деятельности: на структуру государственной машины, на фабричную цивилизацию. Закат индустриального века с особой наглядностью продемонстрировал ограниченность механистической модели реальности.

Механистическая модель реальности с самого начала подверглась уничтожающей критике. Термодинамика указывала на ограниченность запаса полезной энергии, из-за которого мировая машина неизбежно долж-на была бы остановиться. Последователи Дарвина выдвинули противо-положную идею: биологические системы должны развиваться только по восходящей линии, переходя из менее организованного в более организованное состояние. В начале XX в. Эйнштейн переместил наблюдателя из внешнего по отношению к системе во внутрь системы. Мировая машина стала выглядеть по-разному в зависимости от того, где находится наблюдатель. Но по-прежнему она оставалась детерминистической машиной.

"И все же, – отмечает Олифер Тоффлер в предисловии к книге Ильи Пригожина и Изабеллы Стенгерс "Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой", – несмотря на все оговорки, пробелы и недостатки, механистическая парадигма и поныне остается для физиков "точкой отсчета" (о чем необходимо сказать со всей ясностью и определенностью, как это и делают Пригожин и Стенгерс), образуя центральное ядро науки в целом. Оказываемое ею и поныне влияние столь сильно, что подавляющее большинство социальных наук, в особенности экономика, все еще находится в ее власти". И далее он отмечает, что "претензии ньютонианства на объяснение реальности и поныне не утратившие силу, хотя и ставшие значительно более умеренными, – совместимы с гораздо более широкой современной картиной мира, созданной усилиями последующих поколений ученых. Пригожин и Стенгерс показывают, что так называемые "универсальные законы" отнюдь не универсальны, а применимы лишь к локальным областям реальности".

К локальным областям реальности они относят традиционные для машинного века устойчивость, порядок, однородность, равновесие, замкнутые системы и линейные соотношения, в которых малый сигнал на входе вызывает малый отклик на выходе равномерно во всей области определения.

Далее, обсуждая революционность произведенного Ньютоном переворота в науке в противовес некоторым историкам науки, Олифер Тоффлер утверждает, что он не является результатом линейного, "континуального" развития более ранних идей. Для объяснения революционного характера ньютонианства Тоффлер обращается к современной теории изменения и саомоорганизации и представляет "ньютоновскую систему знаний как своего рода "культурную диссипативную структуру", толчком к возникновению которой послужила социальная флуктуация".

Тем самым он подтверждает тезис о применимости классической теории и механической картины мира лишь к локальным областям реальности.

Второй особенностью классической научной картины мира является принцип классической науки о сведении "организма к механизму", понимание организма как сложной версии механизма. Природа понимается исключительно как механицистская, лишенная любого намека на "имманентно присущую ей жизнь". Опредмеченная действительность (М. Хай-деггер) является полностью объектной, т.е. действующей по причинно-следственной логике и подчиняющейся механистскому детерминизму.

А.Г. Дугин подчеркивает "объектность объекта" и "субъектность субъекта": "внешний мир в современной науке берется как абсолютный объект, объектный объект, принадлежащий абсолютному субъекту, "субъектному субъекту", который не имеет с ним никакой общей опосредующей субстанции. Из этого следует важнейший принцип классической науки о сведении "организма к механизму", понимание организма как сложной версии механизма. Отсюда тезис Декарта о "животных как механических аппаратах" и радикальное утверждение Ламетри о том, что "человек есть не что иное, как машина".

Следует отметить, что такое понимание мира и человека с "точными" или "измеряемыми" взаимоотношениями субъектного субъекта и объектного объекта определяют статус науки Нового времени. Происходит "автономизация" субъект-объектных отношений и самой науки, очищение ее от любых побочных и вненаучных факторов (богословие, традиции, мифы, "предрассудки" и т.д.), постановке сферы научных знаний над всеми остальными гносеологическими моделями донаучного или ненаучного происхождения.

Переход от индустриального общества к обществу с высокоразвитой технологией, для которого критическими ресурсами являются информация и технологические нововведения, приводит к возникновению новых научных моделей и картин мира.

Неклассическая картина мира. На смену классической картине мира под влиянием теорий термодинамики пришла неклассическая картина мира. Жидкости и газы представляли собой большой коллектив микрочастиц, с которым происходили случайные вероятностные процессы, имманентные самой системе. В термодинамических системах, газах и жидкостях, состоящих из большого коллектива частиц, отсутствует жесткая детерминированность на уровне отдельных элементов системы – молекул. Но на уровне системы в целом она остается. Система развивается направленно, подчиняясь статистическим закономерностям, законам вероятности и больших чисел. Таким образом, термодинамические системы не являются механическими системами и не подчиняются законам классической механики. Значит, термодинамика опровергла универсальность законов классической механики. На рубеже XIX–XX вв. возникает новая картина мира, в которой изменяется схема детерминации – статистическая закономерность, в которой случайность становится закономерностью. В естествознании происходит революция, провозглашающая переход к неклассическому мышлению и неклассический стиль мышления (СМ).

В конце XIX века происходит кризис классической физики, обусловленный невозможностью непротиворечивого объяснения физической наукой таких явлений, как тепловое излучение, фотоэффект, радиоактивное излучение. Возникает в начале XX века новая квантово-релятивистская картина мира (А. Эйнштейн, М. Планк, Н. Бор). Она породила новый тип неклассической рациональности, изменила взгляды на субъект-объектные отношения.

При переходе от индустриального общества с характерными для него огромными затратами энергии, капитала и труда к обществу с высокоразвитой технологией, для которого критическими ресурсами являются информация и технологические нововведения, неминуемо возникают новые научные модели мира. На пороге XXI века квантово-релятивистская парадигма оказалась в состоянии кризиса, обусловленного осознанием того, что мир представляет собой иерархию взаимосвязанных развивающихся систем и потребностью его изучения. В неклассической картине мира изучаются саморегулируемые системы, а в постнеклассической КМ – самоорганизующиеся системы, процессы самоорганизации, изучаемые синергетикой.

Родоначальником синергетики признают Г. Хакена. Синергетика изучает открытые системы, обменивающиеся с внешним миром веществом, энергией и информацией. Второй особенностью синергетических систем является нелинейность. Бельгийская (Брюссельская) школа И. Пригожина акцентирует внимание на аспектах реальности, наиболее характерных для современной стадии ускоренных социальных изменений. В первую очередь к ним относятся неустойчивость, неравновесность, нелинейность. В них малый сигнал на входе может вызвать сколь угодно сильный отклик на выходе. Второй характерный аспект реальности: темпоральность – повышенная чувствительность к ходу времени.

Работы И. Пригожина и его коллег знаменуют очередной этап научной революции. Можно сказать, что они образуют новую теорию изменения.

Суть этой теории в следующем. Некоторые части Вселенной представляют собой замкнутые системы и действуют как механизмы, в соответствии с классической теорией. Но они составляют лишь малую долю физической Вселенной. Большинство же систем открыты. Открытыми называются системы, обменивающиеся энергией, веществом, информацией с окружающей средой. Такие системы, в том числе биологические и социальные, не могут быть описаны в рамках механистической модели. Похоже, что главенствующую роль в окружающем нас мире играют неустойчивость и неравновесность, а не порядок, стабильность и равновесие.

Для открытых систем характерно нелинейное развитие в виде ветвящейся графики. Развитие системы происходит линейно, эволюционно до некоторой точки бифуркации или полифуркации, в которой развитие может пойти в одном из двух или нескольких направлений. Это вызвано тем, что подсистемы, из которых состоят системы, непрестанно флуктуируют. В результате положительной обратной связи отдельная флуктуация может стать настолько большой, что существующая структура разрушается. В этой точке бифуркации (раздвоения) принципиально невозможно предсказать дальнейшее развитие системы. Будущее остается неопределенным. Вариант пути развития определяется исходными условиями, элементами системы, локальными изменениями и случайными факторами. Она может стать хаотической или самопроизвольно перейдет на новый, более высокий уровень упорядоченности или организации. Такие структуры получили название диссипативных (рассеивающих энергию). Поэтому для их поддержания требуется больше энергии, чем для поддержания более простых структур.

Первый неожиданный вывод в теории И. Пригожина – возможность спонтанного возникновения порядка и организации из беспорядка и хаоса в результате процесса самоорганизации. По словам Тоффлера, "эволюция отнюдь не приводит к понижению уровня организации и обеднению разнообразия форм. Наоборот, эволюция развивается в противоположном направлении: от простого к сложному, от низших форм жизни к высшим, от недифференцированных структур к дифференцированным. С человеческой точки зрения, такой прогноз весьма оптимистичен. Старея, Вселенная обретает все более тонкую организацию. Со временем уровень организации Вселенной неуклонно повышается".

Второй момент – возможность революционного развития систем. В состояниях, далеких от равновесия, очень слабые возмущения (флуктуации) могут усиливаться до гигантских волн, разрушающих сложившуюся структуру. При этом происходит резкое качественное, а не постепенное или эволюционное изменение. Это определяет возможность эволюционного и революционного характера развития систем разной природы.

Третий момент – резонансное воздействие на систему. Системы, находящиеся в состоянии, далеком от равновесия, становятся чрезвычайно чувствительными к внешним воздействиям. Слабые сигналы на входе системы могут порождать значительные отклики и иногда приводить к неожиданным эффектам. Даже незначительный фактор, небольшое энергетическое воздействие, так называемый "укол", произведенный в нужное время и в нужном месте, может перестроить систему и создать новый более высокий уровень организации. Такое поведение системы выглядит как непредсказуемое.

Четвертый момент – стрела времени. В ньютоновской картине мира время было обратимым: любой момент времени в настоящем, прошлом и будущем был неотличим от любого другого момента времени.

Возникновение термодинамики привело естествознание к глубокому расколу в связи с проблемой времени. По мере того как иссякает запас энергии и возрастает энтропия, в системе высокоорганизованные структуры распадаются на менее организованные и происходит "тепловая смерть" Вселенной. Дарвин и его последователями утверждали, что эволюция развивается в противоположном направлении: от простого к сложному, от низших форм жизни к высшим.

Это "противоречие в противоречии" между приверженцами второго начала термодинамики и дарвинистами снимается И. Пригожиным. В природе большинство систем относится к открытым диссипативным – рассеивающим энергию. В них происходят случайные процессы, приводящие к их необратимости. Необратимость системы определяет различие в описании прошлого и будущего системы, которое назвали стрелой времени. Стрела времени определяет направление протекания необратимого процесса в сторону упорядочения: "порядок из хаоса". Такие необратимые процессы, связанные с открытостью системы и случайностью, являются источником порядка, они порождают более высокие уровни организации, которые возникают в диссипативных структурах.

Работы Пригожина образуют новую, всеобъемлющую теорию изменения и знаменуют очередной этап научной революции, поскольку речь идет о начале нового диалога не только с природой, но и с обществом.

Пятый момент – цивилизационная революция. Идеи Пригожина и Стенгерс играют центральную роль в происходящей во всех сферах цивилизационной революции. "Если воспользоваться терминологией Пригожина и Стенгерс, то наблюдаемый ныне упадок индустриального общества, или общества "второй волны", можно охарактеризовать как бифуркацию цивилизации, а возникновение более дифференцированного общества "третьей волны" – как переход к новой диссипативной структуре в мировом масштабе" (О. Тоффлер).

Выводы и факты, понятые в результате изучения сильно неравновесных состояний и нелинейных процессов, в сочетании с достаточно сложными системами, наделенными обратными связями, привели к созданию совершенно нового подхода – синергетического. Он позволяет произвести синтез проблем порядка и беспорядка, обратимых и необратимых процессов, обратимого и необратимого времени, фундаментальных наук с науками о жизни и социуме.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21