Развитие естествознания в классический период

Понятие «классическая наука» охватывает период развития науки с конца XVII в. и до начала ХХ века, то есть до новейшей революции в естествознании.

Процессы становления классической науки тесно связаны с появлением естественных наук в собственном значении этого слова физики, химии, биологии, геологии.

Огромную роль в становлении и развитии классической науки сыграли работы И. Ньютона, которые стали образцом построения естественнонаучных теорий не только в области механики, но и других разделов физики и во многом определяли стиль мышления классической науки в течение двух веков. Развитие физики в XVIII в. предстает именно как развитие идей Ньютона, выполнение завещанной им программы распространения основных положений механики на всю физику.

Рассмотрим кратко основные вехи развития естественных наук.

В этот период в качестве самостоятельных дисциплин складываются все основные разделы классической физики.

В ХVIII в. начинается научное изучение таких явлений как электричество и магнетизм. Было открыто явление электрической проводимости (С. Грей), существование отрицательного и положительного электричества (Ш.Ф.Дюфе), непосредственно измерены величины сил, действующих между электрическими зарядами, и установлен основной закон электростатики (Ш.О.Кулон). Выявляется способность электричества вызывать химические действия, зарождается электрохимия. Продолжением этих исследований в ХIХ веке стала разработка М. Фарадеем и Дж.К.Максвеллом электродинамики.

В первой половине XIX в. быстро развиваются все разделы физики, но особенно оптика. В этот период складываются основы волновой оптики, теории дифракции, интерференции и поляризации.

В XIX в. происходит становление классической равновесной термодинамики как важной отрасли теоретической физики, объясняющей сущность тепловой энергии. Ее основателем был С. Карно, а далее большой вклад в развитие термодинамики внес Р.Клаузиус. В рамках термодинамики было введено понятие энтропии.

Во второй половине XVII в. алхимическая традиция постепенно исчерпывает себя и начинается постепенный процесс становления химии как науки о качественных изменениях тел, происходящих в результате изменения их состава. В качестве научной дисциплины химия конституировалась в ХVIII веке. Начало было положено работами А. Л. Лавуазье, разработавшего кислородную теорию горения, и тем самым показавшим несостоятельность концепции флогистона, Дж. Дальтона, который ввел в химию понятие атомного веса. Во второй половине XIX в. A.M. Бутлеровым была разработана теория химического строения, которая обусловила огромный успех органического синтеза и возникновение новых отраслей химической промышленности, а в теоретическом плане открыла путь теории пространственного строения органических соединений — стереохимии. В это время складываются физическая химия, химическая кинетика — учение о скоростях химических реакций, теория электролитической диссоциации, химическая термодинамика. Таким образом, в химии XIX в. сложился новый общий теоретический подход — определение свойств химических веществ в зависимости не только от состава, но и от структуры. Новым толчком для развития химии стало великое открытие Д. И. Менделеевым периодической системы элементов, которое позволило систематизировать элементы и раскрыть их взаимосвязь.

В ХVIII – первой половине ХIХ века происходит становление биологии как науки. Именно в это время в биологическом познании происходит коренной перелом в направлении систематической разработки научных методов познания и формирования на их основе первых научных теорий, которые носили описательный характер.

К. Линней подытожил длительный исторический период эмпирического накопления биологических знаний, разработав научную систематику растений. Его историческая заслуга заключается в том, что через создание искусственной системы он подвел биологию к необходимости рассмотрения колоссального эмпирического материала с позиций общих теоретических принципов, разработка которых была делом будущих поколений биологов.

В процессе становления биологии как науки выдвигается идея естественного развития органической природы. Первая развернутая концепция эволюции была разработана Ж.Б.Ламарком, который при её разработке опирался на колоссальный эмпирический материал, накопленный в биологии к началу XIX в..

Идея биологической эволюции в учении катастрофизма Ж. Кювье выступала как производная от более общей идеи развития глобальных геологических процессов.

Эволюционные идеи окончательно оформились во второй половине XIX века в теории естественного отбора, разработанной Ч.Дарвиным и А.Р.Уолессом.

К ХIХ веку относится и создание геологии как науки о строении земли и геологических формах.

2.3.2.Особенности классического естествознания. Классический идеал научности.

Наука XIX в. по многим параметрам довольно сильно отличается от науки XVIII в. Тем не менее, поскольку в науке XIX в. по-прежнему продолжали действовать идеалы и представления науки XVIII в., их объединяют в одном понятии – классическая наука. Этот этап науки характеризуется целым рядом специфических особенностей.

В классический период развития естествознания физика выступала эталоном научности, а картина мира, разработанная на основе механики признавалась общенаучной картиной мира.

Главная особенность классического естествознания – исследование объектов на макроуровне, то есть уровне, сопоставимом по своим масштабам с человеком.

Научные понятия, на основе которых строились научные законы, хотя прямо не выводились из опыта, тем не менее, представляли собой предельно схематизированное выражение опытных фактов. Все элементы теоретического описания могли быть непосредственно сопоставлены с реальными объектами или свойствами этих объектов. Такие теоретические объекты, как материальная точка, масса, движение, скорость, ускорение, волна и т.д., имели реальные прообразы в области природных явлений.

Поскольку классическая наука в основном имела дело с явлениями более или менее доступными наблюдению, то для научного объяснения этих явлений строились наглядные модели. В том же случае, когда построить наглядное представление было невозможно, (например, в кинетической теории тепла или в электродинамике), то допускалось, что сущность этих явлений всё же механическая и наглядная модель строилась по аналогии с механической моделью.

Математика включалась в теоретическое исследование после создания качественной модели исследуемой области, когда нужно было вывести количественные следствия, допускающие строгую проверку при сопоставлении с экспериментальными данными. Но сама исходная модель могла быть в принципе, в наиболее общих чертах построена без участия математики. Недаром один из крупнейших физиков классической эпохи Дж.Томсон (лорд Кельвин) высказал афоризм: «Понять – значит построить модель».

Классическая наука, исследуя свои объекты, стремилась при их описании и теоретическом объяснении устранить по возможности все, что относится к субъекту, средствам, приемам и операциям его деятельности. Такое устранение рассматривалось как необходимое условие получения объективно-истинных знаний о мире. Здесь господствовал объектный стиль мышления, стремление познать предмет сам по себе, безотносительно к условиям его изучения субъектом. Ещё Галилей учил, что научный метод состоит в том, чтобы изучить этот мир так, как если бы в нем не было сознания и живых существ. Научное знание трактовалось как знание только об объекте, субъект должен быть элиминирован (от лат eliminare - изгонять), из контекста внутринаучных построений. Наука должна давать совершенно достоверное знание, окончательно обоснованное.

Для классического периода развития естествознания характерно представление о причинно-следственных связях в форме жёсткого детерминизма (от лат. determino — определяю) Классическим видом детерминизма является так называемый лапласовский детерминизм, названный так по имени великого французского ученого П. С. Лапласа. Именно ему принадлежат следующие слова, ставшие своего рода девизом детерминизма: «Ум, которому были бы известны для какого-либо данного момента все силы, одушевляющие природу, и относительное положение всех ее составных частей, если бы вдобавок он оказался достаточно обширным, чтобы подчинить эти данные анализу, обнял бы в одной формуле движение величайших тел вселенной наравне с движениями легчайших атомов: не осталось бы ничего, что было бы для него недостоверно, и будущее, так же как и прошедшее, предстало бы перед его взором»[17] Все элементы физического мира связаны между собой причинно-следственными связями таким образом, что, зная в определенный момент времени координаты каждого элемента, можно в принципе однозначно предсказать положение этого элемента через любой промежуток времени.

В классический период развития естествознания понятия истинности и научности отождествлялись: быть научным, значит, быть истинным. Господствовало представление о том, что наука дает бесспорное, единственно правильное, абсолютно точное объяснение природы. На уровне объективной достоверности наука способна абсолютно постигнуть природу. Галилей это выразил в следующей форме: «Экстенсивно, то есть по отношению ко множеству познаваемых объектов, а это множество бесконечно, познание человека – как бы ничто, хотя он и познаёт тысячу истин. Так как тысяча по сравнению с бесконечностью как бы нуль; но если взять познание интенсивно, то поскольку термин «интенсивное» означает совершенное познание какой-нибудь истины, то я утверждаю, что человеческий разум познаёт некоторые истины столь совершенно и с такой достоверностью, какую имеет сама природа».[18] Развитие науки мыслилось только как экстенсивное – как прибавление все новых и новых истин, а не как изменение и смена теоретических моделей объяснения.

Сознательной установкой ученых классического естествознания было построение такой научной теории, которая прямо и непосредственно отражала бы законы природы. Они считали, что между правильной научной теорией и той областью действительности, для объяснения которой она создана, существует однозначное соответствие - другими словами, относительно одной группы явлений может быть создана только одна истинная теория. Тогда структура теории должна совпадать со структурой бытия: «Наука как система сведений о предмете есть умственный список сего предмета. Форма списка должна быть равной форме подлинника».[19] Вполне естественно из этого положения следовал вывод, что каждому теоретическому закону и понятие соответствует нечто в самом материальном мире, имеется его материальный прообраз, который можно установить в опыте.

В этих представлениях фиксировались наиболее яркие особенности научного естествознания по сравнению с прежними учениями о природе, – а именно возможность экспериментальной проверки и экспериментального обоснования естественнонаучных теорий.

Завершая анализ классической науки, подведем итоги. Наука, становление которой началось в XVI в., к XIX в. сформировалась в целостную систему знания, которое было призвано объяснить устройство наблюдаемого мира. Считалось, что законы природы неизменны, и неуклонный прогресс науки позволяет достигать все более точного объяснения явлений как они «есть на самом деле». К концу XIX в. ученые, особенно физики, разделяли уверенность, что наука подобна книге, близкой к завершению.

Во второй половине XIX в. завершается развитие старого, классического естествознания, и зарождается новое, неклассическое. Потенциальные возможности классического естествознания, заложенные гением Ньютона, уже были в полной мере развернуты. В недрах классической науки созревали предпосылки новой научной революции: механистической методологии оказались недостаточными для объяснения сложных объектов, которые попали в поле зрения науки, прежде всего, это относится к тепловым и электромагнитным явлениям.

Революционные процессы в физике на рубеже ХIХ – ХХ в.в. привели к ревизии принципов, лежащих в основании методологии естествознания: они разрушили классический идеал научной теории. А вместе с ним и прежние представления о способах её построения и эмпирического обоснования.