1 Концепции сов ...

Пo-разному сложились исторические судьбы Западной и Восточной Римской империи. Социально-экономический и культурный уровень стран Восточного Средиземноморья, Ближнего Востока (большее их число входило в состав Византийской империи) в эпоху раннего средневековья (вплоть до второй половины XII в.) был выше, чем стран Европы. В VII в. на обширных территориях Ближнего и Среднего Востока возникает централизованное арабское государство — Арабский Халифат. К античному наследию арабы отнеслись с уважением и это привело к расцвету мусульманской культуры.

Национальной науки, как и национальной таблицы умножения, не существует. Если кто-то претендует на первенство в фундаментальных дисциплинах – значит, он ничего не знает о достижениях арабской науки. Ведь когда-то этот народ настолько опередил время, что, сложись история иначе, на Луне уже давно стоял бы зеленый флаг с полумесяцем.

Астрономия, медицина, математика, физика, химия, зоология, антропология, психиатрия, оптика, навигация, геология, архитектура, рыночная экономика – арабы преуспели во всех отраслях науки. Достаточно вспомнить, что большинство крупных звезд до сих пор известны под их арабскими именами. Слова алгебра, алгоритм, алкоголь, цифра, кофе - ведь все они имеет арабское происхождение..

Знаменитый западный ученый проф. Жак Рислер сказал: "Учителями математики нашего Возрождения были мусульмане".

Шиллер писал///

Крупнейшим философом на востоке был Ибн-Сина, известный в Европе пол именем Авиценна (980-1037). Ибн-Сина написал ряд сочинений по философии, в которых развивал учение Аристотеля, усилив нем материалистические стороны. Ибн-Сина был также крупным математиком, естествоиспытателем и врачом Его сочинение "Медицинский канон" вплоть до XIV в. служило основным пособием при изучении медицины в Европе. Самым крупным астрономом Востока был Улугбек (1394-1449), внук хана Тимура. Улугбек построил в Самарканде обсерваторию. Ему принадлежит звездный каталог, составленный с необычайной хм того времени точностью; этот каталог в течение долгого времени являлся образцом. В области механики целый ряд арабских ученых интересовался вопросами, связанными с равновесием рычага и, говоря современным языком, пытаясь усовершенствовать доказательства Архимеда. Исследования равновесия рычага особенно часто связывалось у них с теорией весов, что имело определенное практическое значение.

Примерно с XIII в. наука арабских и среднеазиатских народов начинает терять свою ведущую роль и приходит в упадок, что связывают с монгольским нашествием и позднее - с завоеванием восточных арабских государств турками.

Представления о природе в целом ряде вопросов вернулись к представлениям догреческой философии. Землю представляли плоской, покрытой хрустальным небесным сводом. Грубое суеверие и мракобесие процветали в Западной Европе и только примерно к XII в. наметились позитивные изменения.

Христианское учение, соединенное с приспособленной к его догмам и выхолощенной философией Аристотеля, явилось в средние века господствующим философским направлением и получило название схоластики (от лат. schola - школа). Таким образом, схоластика определяется как религиозно-идеалистическая философия. Для этого этапа было характерно упрощение натурфилософии Аристотеля, приспособление ее к христианскому учению в качестве официальной религиозной философии. Схоластика была оторвана от реальной действительности, занятие естествознанием рассматривалось как пустое дело. Все, что противоречило учениям церкви и Аристотелю, преследовалось инквизицией. В период схоластики наука не продвигалась вперед в области познания природы, однако в этот период были накоплены практические знания и эмпирический естественнонаучный материал, которые требовали научного обобщения.

Замечательнейшим философом XIII в. был английский ученый Роджер Бэкон (1214-1292), резко разошедшийся со схоластикой и провозгласивший в своих сочинениях важнейшие естественнонаучные принципы, легшие затем в основу естествознания, и выступивший с программой реформ науки, предлагая строить ее на основе математических доказательств и экспериментов.

Другим ученым, порвавшим со схоластикой, был немецкий мыслитель Николай Кузанский (1401-1464), в учении которого высказаны идеи об устройстве Вселенной, предвосхитившие последующие революционные открытия в астрономии, в частности, идея о бесконечной Вселенной; утверждение о несостоятельности системы Птолемея и необходимости признания движения Земли, как небесного тела, ничем не отличающегося от других небесных тел.

Говоря о науке средневековья, нельзя не упомянуть величайшего ученого этого времени Леонардо да Винчи (1452-1519), развившего свой метод познания природы. Леонардо да Винчи считал, что познание ведет от частных опытов и конкретных результатов к научному обобщению. Опыт является не только источником, но и критерием познания - выведенные из первоначальных опытов законы, должны быть проверены также опытным путем. В своей научной деятельности Леонардо да Винчи был приверженцем экспериментального метода исследования изучал на опыте падение тел, траектории снарядов, коэффициенты трения, сопротивление материалов, занимался практической анатомией. Он неоднократно говорил о несостоятельности геоцентрической системы Птолемея; он изобрел множество технических средств в механике; круг его интересов распространялся от математики и физики до анатомии и живописи. Изучение анатомии человека запрещалось церковью, однако Леонардо детально изучил ее. Да Винчи обращал внимание на необходимость использования практики, эксперимента в науке. Об этом говорят и в наше время.

Научные революции в истории естествознания

Развитие естествознания не является лишь монотонным процессом количественного накопления знаний об окружающем природном мире (как это могло показаться из предшествующего изложения). И если процесс простого приращения знаний (а иногда и вымыслов) был присущ для натурфилософии античности, для «преднауки» средневековья, то c XVI века характер научного прогресса существенно меняется. В развитии науки появляются переломные этапы, кризисы, выход на качественно новый уровень знаний, радикально меняющий прежнее видение мира.

Эти переломные этапы в генезисе научного знания получили наименование научных революций. Причем революция в науке —это, как правило, не кратковременное событие, ибо коренные изменения в научных знаниях требуют определенного времени. Поэтому в любой научной революции можно хронологически выделить некоторый более или менее длительный исторический период, в течение которого она происходит. Эти решающие этапы в развитии фундаментальных наук можно разделить по результатам и степени их влияния на развитие науки в целом, на глобальные научные революции и на «микрореволюции» в отдельных науках. Последние означают создание новых теорий в той или иной области науки, которые меняют представления об определенном, сравнительно узком круге явлений, но не оказывают решающего влияния на существующую научную картину мира, не требуют коренного изменения способа научного мышления.

Глобальная научная революция приводит к формированию совершенно нового видения мира, вызывает появление принципиально новых представлений о его структуре и функционировании, а также влечет за собой новые способы, методы его познания. Глобальная научная революция может происходить первоначально в одной из фундаментальных наук (или даже формировать эту науку), превращая ее затем на определенный исторический период в лидера науки.

 

Первая научная революция. Смена космологической картины мира

Первая научная революция произошла в эпоху, оставившую глубокий след в культурной истории человечества. Это был период конца XV—XVI в.в., ознаменовавший переход от средневековья к Новому времени и получивший название эпохи Возрождения. Эта эпоха характеризовалась возрождением культурных ценностей античности (отсюда и название эпохи), расцветом искусства, утверждением идей гуманизма. Вместе с тем эпоха Возрождения отличалась существенным прогрессом науки и радикальным изменением миропонимания, которое явилось следствием появления гелиоцентрического учения великого польского астронома Николая Коперника (1473—1543).

В своем труде «Об обращениях небесных сфер» Коперник утверждал, что Земля не является центром мироздания и что «Солнце, как бы восседая на Царском престоле, управляет вращающимся около него семейством светил». Это был конец старой аристотелевско-птолемеевской геоцентрической системы мира. На основе большого числа астрономических наблюдений и расчетов Коперник создал новую, гелиоцентрическую систему мира, что явилось первой в истории человечества научной революцией.

Возникло принципиально новое миропонимание, которое исходило из того, что Земля — одна из планет, движущихся вокруг Солнца по круговым орбитам. Совершая обращение вокруг Солнца, Земля одновременно вращается и вокруг собственной оси, чем и объясняется смена дня и ночи, видимое нами движение звездного неба. Но гелиоцентрическая система мира, предложенная Коперником, не сводилась только к перестановке предполагаемого центра Вселенной. Включив Землю в число небесных тел, которым свойственно круговое движение, Коперник высказал очень важную мысль о движении как естественном свойстве небесных и земных объектов, подчиненным некоторым общим закономерностям единой механики. Тем самым было разрушено догматизированное представление Аристотеля о неподвижном «перводвигателе», якобы приводящем в движение Вселенную.

Коперник впервые показал, что наши чувства не всегда дают нам реальную картину окружающего, и что необходимо не только наблюдать но и опытно проверять. Здесь он развил идею Платона о том, что органы чувств не всегда дают верную и полную информацию, и поэтому практика – критерий истины. Коперник показал ограниченность чувственного познания, неспособного отличать то, что нам представляется, от того, что в действительности имеет место (визуально нам кажется, что Солнце «ходит» вокруг Земли). Таким образом, он продемонстрировал слабость принципа объяснения окружающего мира на основе непосредственной видимости и доказал необходимость для науки критического разума

Это учение подрывало устои католической церкви - если Земля не центр мироздания, значит и человек не есть венец творения, высшая цель мироздания.

Католическая церковь не могла согласиться с этими выводами, затрагивающими основы ее мировоззрения. Защитники учения Коперника были объявлены еретиками и подвергнуты гонениям. Сам Коперник избежал преследования со стороны католической церкви ввиду своей смерти, слу­чившейся в том же году, в котором был опубликован его главный труд «Об обращении небесных сфер». В 1616 году этот труд был занесен в папский «Индекс» запрещенных книг, откуда был вычеркнут лишь в 1835 году.

Существенным недостатком взглядов Коперника было то, что он разделял господствовавшее до него убеждение в конечности мироздания. И хотя он утверждал, что видимое небо неизмеримо велико по сравнению с 3емлей, он все же полагал, что Вселенная где-то заканчивается твердой сферой, на которой были закреплены неподвижные звезды. Нелепость такого взгляда на Вселенную, противоречащего картине мира, основы которой были заложены самим Коперником, обнаружилась в расчетах, проведенных датским астрономом Тихо Браге (1546—1601). В 1577г. он сумел рассчитать орбиту кометы, проходившую вблизи планеты Венера. Согласно его расчетам получалось, что эта комета должна была натолкнуться на твердую поверхность сферы, ограничивающей Вселенную, если бы таковая существовала, а в 1580 году был инициатором строительства  в Дании астрономической обсерватории. Все свои труды по наблюдению за небесными светилами он завещал Иоганну Кеплеру

Одним из активных сторонников учения Коперника, поплатившихся жизнью за свои убеждения, был знаменитый итальянский мыслитель Джордано Бруно (1548—1600). Но он пошел дальше Коперника, отрицая наличие центра Вселенной вообще и отстаивая тезис о бесконечности Вселенной. Бруно говорил о существовании во Вселенной множества тел, подобных Солнцу и окружающим его планетам. Причем многие из бесчисленного количества миров, считал он, обитаемыми, по сравнению с Землей, «если не больше и не лучше, то во всяком случае не меньше и не хуже».

Инквизиция имела серьезные причины бояться распространения образа мыслей и учения Бруно. В 1592 году он был арестован и в течение восьми лет находился в тюрьме, подвергаясь допросам со стороны инквизиции. 17 февраля 1600 г., как нераскаявшийся еретик, он был сожжен на костре на Площади цветов в Риме. Однако эта бесчеловечная акция не могла остановить прогресса познания человеком мира.

В начале 16 века были изобретены два важнейших  инструмента: микроскоп (ок. 1590 г) и телескоп (ок. 1608)

На научном небосводе уже взошла звезда Галилея.

Этот период связывают с появлением новой механической картины мира. Галилей, впервые применив изобретенную им трубу, обнаружил, что у Юпитера есть спутники, что Солнце вращается вокруг своей оси и у него есть пятна, а на Луне есть горы - все это не вписывалось в теорию Аристотеля о противоположности земного и небесного и подтверждало теорию Коперника. Галилей опроверг Аристотеля и в том, что равномерное движение требует постоянной прилагаемой силы. Он также исследовал свободное падение тел и установил, что скорость не зависит от массы тела. Но главное, что Галилей дал доказательство верности учения Коперника - не только астрономические но и математические.

Но также как и во времена основателей гелиоцентрической картины Вселенной, церковь не могла допустить распространения этих мыслей и перед угрозой сожжения Галилею пришлось отречься от своих мыслей.

Большое значение для становления механики как науки имело исследование Галилеем свободного падения тел. Он установил, что скорость свободного падения тел не зависит от их массы (как думал Аристотель), а пройденный падающим телом путь пропорционален квадрату времени падения. Галилей открыл, что траектория брошенного тела, движущегося под воздействием начального толчка и земного притяжения, является параболой. Галилею принадлежит экспериментальное обнаружение весомости воздуха, открытие законов колебания маятника, немалый вклад в разработку учения о сопротивлении материалов.

Галилей выработал условия дальнейшего прогресса естествознания, начавшегося в эпоху Нового времени. Он понимал, что слепая вера в авторитет Аристотеля сильно тормозит развитие науки. Истинное знание, считал Галилей, достижимо исключительно на пути изучения природы при помощи наблюдения, опыта (эксперимента) и вооруженного математическим знанием разума, — а не путем изучения и сличения текстов в рукописях античных мыслителей.

Росту научного авторитета Галилея способствовали его астрономические исследования, обосновывавшие и утверждавшие гелиоцентрическую систему Коперника. Используя построенные им телескопы (вначале это был скромный оптический прибор с трехкратным увеличением, а впоследствии был создан телескоп и с 32-кратным увеличением), Галилей сделал целый ряд интересных наблюдений и открытий. Он установил, что Солнце вращается вокруг своей оси, а на его поверхности имеются пятна. У самой большой планеты Солнечной системы — Юпитера — Галилей обнаружил 4 спутника (из 13 известных в настоящее время). Наблюдения за Луной показали, что ее поверхность гористого строения и что этот спутник Земли имеет либрацию, т. е. видимые периодические колебания маятникового характера вокруг центра. Галилей убедился, что кажущийся туманностью Млечный Путь состоит из множества отдельных звезд.

Но самое главное в деятельности Галилея как ученого-астронома состояло в отстаивании справедливости учения Н.Коперника, которое подвергалось нападкам не только со стороны церковных кругов, но и со стороны некоторых ученых, высказывавших сомнения в правильности этого учения. Галилей сумел показать несостоятельность всех этих сомнений и дать блестящее естественнонаучное доказательство справедливости гелиоцентрической системы в знаменитой работе «Диалог о двух системах мира — Птолемеевской и Коперниковой».

Как уже отмечалось выше, католической церковью в 1616 г. было принято решение о запрещении книги Коперника «Об обращениях небесных сфер», а его учение объявлено еретическим. Галилей в этом решении упомянут не был, но ему все же пришлось предстать перед судом инквизиции. После длительных допросов он был вынужден отречься от учения Коперника и принести публичное покаяние.

Однако остановить движение, прервать преемственность научной мысли было уже невозможно. С астрономическими наблюдениями Галилея, описанными им в сочинении «Звездный вестник», ознакомился и дал высокую оценку один из крупнейших математиков и астрономов конца XVI — первой трети XVII вв. Иоган Кеплер (1571—1630). Эта оценка астрономических исследований Галилея содержалась в работе Кеплера «Рассуждение о «Звездном вестнике».

Кеплер занимался поисками законов небесной механики и составлением звездных таблиц. На основе обобщения данных астрономических наблюдений он установил три закона движения планет относительно Солнца. В своем первом законе Кеплер отказывается от коперниковского представления о круговом движении планет вокруг Солнца. В этом законе утверждается, что каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. Согласно второму закону Кеплера, радиус-вектор, проведенный от Солнца к планете, в равные промежутки времени описывает равные площади. Из этого закона следовал вывод, что скорость движения планеты по орбите непостоянна и она тем больше, чем ближе планета к Солнцу. Третий закон Кеплера гласит: квадраты времен обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы их средних расстояний от него.

Помимо сказанного, Кеплеру принадлежит немало заслуг в астрономии и математике. Он разработал теорию солнечных и лунных затмений, предложил способы их предсказания, уточнил величину расстояния между Землей и Солнцем, составил так называемые Рудольфовы таблицы — по имени австрийского императора Рудольфа П, при дворе которого Кеплер занимал место астронома, сменив на этой должности умершего Тихо Браге. С помощью этих таблиц можно было с высокой степенью точности определять в любой момент времени положение планет. Кеплеру принад­лежит также решение ряда важных для практики стереометрических задач.

Поскольку Кеплер был сторонником гелиоцентрической космологии Коперника и не скрывал этого, Ватикан относился к его сочинениям отрицательно, включив некоторые из них в список запрещенных книг. Но сам Кеплер прекрасно понимал значение выполненных им работ. Не без сарказма он писал: «Мне все равно, кто будет меня читать: люди нынешнего или люди будущего поколения. Разве Господь Бог не дожидался шесть тысяч лет, чтобы кто-нибудь занялся созерцанием его творений?».

Конечно, главной заслугой Кеплера было открытие законов движения планет. Но он не объяснил причины их движения. И это неудивительно, ибо не существовало еще понятий силы и взаимодействия. В то время из разделов механики была разработана лишь статика — учение о равновесии (которая разрабатывалась еще в античности, в первую очередь, Архимедом), а в работах Галилея были сделаны первые шаги в разработке динамики. Но в полной мере динамика — учение о силах и их взаимодействии — была создана лишь позднее Исааком Ньютоном.

Первая научная революция завершилась появлением трудов профессора Кембриджского университета Исаака Ньютона, где он изложил систему законов механики, всемирного тяготения; систематизировал все значительное в механике. Он сформулировал 3 закона движения и Закон Всемирного тяготения.

Закон Всемирного тяготения оказал огромное влияние на развитие естествознания. Впервые открытый закон оказывался универсальным законом природы, которому подчинялось и малое и большое. В результате появления этой и предшествующих теорий сформировалась механистическая картина мира, где все можно было, как казалось, объяснить на основе простых законов. Природа представилась некой машиной и чтобы познать ее до конца необходимо просто разобрать механизм по составным частям.

  Вторая стадия развития естествознания — аналитическое естествознание (XVII — конец XIX в.) — связана с формированием и систематическим развитием экспериментально-теоретических исследований. Натурфилософское познание природы превратилось в современное естествознание, в систематическое научное познание на базе экспериментов и математического изложения полученных результатов. На стадии аналитического естествознания была получена основная масса достижений в изучении природы. Среди них — открытие законов классической механики, закона всемирного тяготения, периодическо­го закона, разработка теории химического строения органических со­единений, теории эволюции живых организмов.

    Возникли и начали интенсивное развитие естественные науки: физика, химия, биология, география, геология. Накопление знаний требовало более детального изучения объектов, что вело к дифференциа­ции соответствующих наук. Так, химия разделилась на органическую и неорганическую, затем появились физическая и аналитическая химия. В биологии были выделены ботаника, зоология, анатомия, фи­зиология. При этом внимание ученых было обращено главным образом на исследование объектов природы в сравнении с исследованиями процессов. Так, в химии изучали главным образом элементный состав и строение молекул веществ, и только к концу XIX в. ведущее место стало занимать учение о химических реакциях. В этот период преобладал подход к рассмотрению природы как неизменной во времени, то есть вне эволюции, а ее разных сфер — вне связи друг с другом. Не­смотря на то что естествознание постепенно проникалось идеями эволюционного развития, данный подход просуществовал в науке вплоть до середины XIX в.

Таким образом, стадию аналитического естествознания характеризуют следующие особенности:

1. тенденция к возрастающей дифференциации естественных наук;

2. преобладание эмпирических (то есть полученных посредством эксперимента) знаний над теоретическими преимущественное исследование объектов природы в сравнении с исследованиями процессов;

3. подход к рассмотрению природы как неизменной во времени, а ее разных сфер — вне связи друг с другом.

 Аналитический этап (XV - XVII века) связан с дифференциацией знания о природе и выделением специальных наук – физики, алхимии, медицины, биологии. Математика и астрономия уже были самостоятельны. Гуманитарное знание формировалось в сфере искусства и религии. Это период становления аналитического метода исследования: изучения сложного предмета через разложение его на части. Научное знание носило описательный, эмпирический характер в сочетании с фантазийным, иррациональным объяснением. Сильно влияние религии. Религиозная картина мира занимала в обществе ведущее место. В период Промышленного переворота (конец XVII века) завершается переход к дисциплинарно организованной науке и начинается синтетическая стадия осмысления мира

 

Третья стадия — синтетическое естествознание (конец XIX — ко­нец XX в.)-

На стадии синтетического естествознания возрастает роль теорети­ческих знаний, интенсивно исследуются как природные объекты, так и процессы. Эволюционный подход к познанию природы становится методологической основой синтетического естествознания. Этот период развития науки характеризуется ясным пониманием целостно­сти природы и неразрывной взаимосвязи отдельных ее частей. Например, любой живой организм можно рассматривать как механическую систему и как систему термодинамическую. Одновременно жизнь рассматривается как множество непрерывно протекающих химических реакций. При этом важно понимать, что данные подходы имеют отно­сительный характер. Живой организм - единое целое, и потому под­ход к его изучению должен быть комплексным. Одним из результатов комплексного подхода к изучению природы как единого целого стало возникновение экологии — науки о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой.

    Необходимость комплексного изучения природных объектов и яв­лений, с одной стороны, и одновременно растущая дифференциация наук — с другой, привели к необходимости создания синтетических дисциплин. Так на стыке смежных наук — биологии, химии, физики — появились физическая химия, биохимия, физико-химическая биология. Таким образом, главной отличительной особенностью синтетического естествознания является ориентация на создание синтетических научных дисциплин.

 

    Синтетический этап (XVII - XIX века) познания природы связан со становлением классического естествознания, сформировавшего новую исследовательскую позицию "человека познающего" над природой. Отстранённость наблюдателя, его выделенность из окружающего мира давала надежду на объективность научного знания. Формируется синтетический метод изучения многосоставных сложных объектов путём объединения в единое целое аналитических знаний о его частях. Быстрыми темпами развиваются техника и технология производства, способствующие росту авторитета науки. Данный этап можно охарактеризовать как период углублённого изучения частностей. Бурное развитие отдельных научных дисциплин было направлено на достижение идеальной теоретической конструкции каждой области знания. Во второй половине XIX века возникла идея самодостаточности математики (ещё Пифагор считал, что "всё есть число"), казалось завершённым здание физики и других естественных наук. В целом научное знание выполняло нормативную функцию: научные законы и теории имели характер запрета или разрешения человеку на определённую деятельность. Достаточно вспомнить любой закон классической физики или химии, чтобы в этом убедиться. К концу XIX века классическая дисциплинарная наука сформировалась окончательно и достигла "необычайных высот в искусстве расчленения целого на части" (И. Стенгерс). Её стиль мышления, который можно определить как аналитико-синтетический, и основные методы остаются актуальными и сегодня.

 

В конце XX столетия естествознание вступило в четвертую стадию своего развития, которую называют интегральным естествознанием. Интегральное естествознание характеризуется не столько продолжа­ющимися процессами синтеза двух-трех смежных наук, сколько масштабным - объединением разных дисциплин и направлений научных исследований. Примером таких новых интегральных научных направлений является кибернетика.

Кибернетика — это наука об общих принципах управления в машинах, живых организмах и обществе. Это интегральная наука, возникшая на стыке ряда специальных дисциплин — теории автоматов, техники связи, математической логики, теории информации и др.

Другим примером масштабной научной интеграции является си­нергетика, претендующая на роль общей теории развития. Синергетика — новое направление междисциплинарных научных исследований процессов возникновения порядка из беспорядка (самоорганизации) в открытых системах физической, химической, биологической и другой природы. Существенную роль в процессе научной интеграции выполняют такие общенаучные методы исследования, как математиза­ция естествознания, разработка принципов системных исследований, использование новейших информационных технологий.

    Таким образом, современный этап в развитии естествознания отличают ясное понимание целостности природы, эволюционный подход к ее изучению и к осмыслению результатов исследований, интенсивно идущие процессы интеграции разных научных направлений. Усиливающаяся тенденция к интеграции естественных наук позволяет пред­положить, что в дальнейшем на какой-то более глубокой основе будут объединены все науки о неживой и живой природе. Естествознание, вероятно, будет выступать как единая и многогранная наука о природе.