8 Научная картина мира

Для того чтобы познать мир из частных знаний о явлениях и закономерностях Природы для этого необходимо создать общее – научную картину мира.

Научная картина мира – это система представлений об общих закономерностях в Природе, возникающая в резуль­тате синтеза знаний, полученных в рамках различных на­учных дисциплин.

Содержанием научной картины являются основные идеи наук о Природе, принципы, законо­мерности, не оторванные друг от друга, а составляющие единство знаний о Природе, определяющие стиль научного мышления на данном этапе развития науки и культуры человечества.

Основой естественно­научной картины мира служит картина мира, представленная лидирующей наукой на данном этапе. Физическая картина мира в результате развития физики, биологическая картина мира – биологии, химическая картина мира – химии и т.д.

В по­следние годы XX в. лидером ес­тествознания становится биология. Это выразилось, в том числе, и в усилении влияния, которое оказывает биологи­ческое знание на построение научной картины мира. Участие биологии в формировании естественнонаучной картины мира заключается в обосновании идеи прогрессивной эволюции, в разработке принципов эволюции, в расшифровке законов и механизмов наследственности, в решении проблемы человека как биосоциального существа.

Идеи биологии постепенно приобретают универсальный харак­тер и становятся фундаментальными принципами других естественнонаучных дисциплин. В частности, в современ­ной науке такой универсальной идеей является идея разви­тия, проникновение которой в космологию, физику, химию, антропологию, социологию и т.д. привело к существенно­му изменению взгляда человека на мир.

В каждый период развития человечества формируется научная картина мира, которая отражает объективный мир с той точностью, адекватностью, которую позволяют достижения науки и практики. Кроме того, картина мира содержит и нечто такое, что на данном этапе наукой еще не доказано, т. е. некоторые гипотезы, предвидения, которые в будущем могут прийти в проти­воречие с опытом и достижениями науки так, что некоторые места в картине мира придется дополнять или изменять.

Научная картина мира уточняется и развивается на протяже­нии многих веков, проникновение в сущность явлений Приро­ды – бесконечный, неограниченный процесс, поскольку материя неисчерпаема. С развитием науки представления людей о Природе становятся все более глубокими и адекватными, все более отражающими истинное, реальное состояние окружающего мира.

Чтобы понять современную научную картину мира, надо знать, как она развивалась.

Начало развития научных представлений о мире относится к VII-VI вв. до н. э. – времени рабовладельческого общества. Природа исследовалась силой ума, а опыты еще не вошли в практику. Научные обобщения строились на начальных наблюдениях. В красочных картинах мира было еще много наивного, часто рядом с реальным отражением действительности в них уживался вымысел, который сегодня нам кажется несо­вместимым с мудростью древних мыслителей. Таким образом, сформировалась описательная картина мира.

В период развития феодального общества наряду с земледели­ем развивается ремесленничество, появляются мануфактуры. Их рост создает предпосылки для возникновения науки, опирающейся на эксперимент. Вначале опыты были примитивными и проводились без всякой системы. Тем не менее, они подготавливали почву для новых опытов, приводили к откры­тию закономерностей, которые использовались для объяснения яв­лений Природы, построения картины мира. Производст­во в этот период только зарождалось; основным видом движения, с которым оно имело дело, было механическое движение. Вполне естественно, что первыми были открыты и исследованы законы механики, они стали основой научного объяснения мира: XIV–XVIII вв. – это время расцвета механической картины мира.

Механистическая картина мира сфор­мировалась в Новое время на основе механики Леонардо да Винчи, гелиоцентрической системы Н. Коперника, экспериментального естествознания Г. Галилея, законов небесной механики И. Кеплера, физики И. Ньютона и философии Р. Декарта. В рамках механис­тической картины Вселенная была подобна хорошо отлаженной машине, действующей по законам строгой не­обходимости, а явления и вещи были связаны между собой в цепочку причин и следствий. В таком мире нет случайно­стей, случайно только то, причины чего пока неизвестны.

В рамках механистической картины мира сложилась дискретная (корпускулярная) модель реальности:

• материя – вещественная субстанция, состоящая из атомов или корпускул;

• атомы – абсолютно прочны, неделимы, непроницаемы, характеризуются наличием массы и веса;

Механистически понятая Вселенная представляет собой трехмерное постоянное пустое пространство, не зависящее от материи, в котором по определенным траекториям движутся массы вещества. Материя, в свою очередь, состоит из неделимых атомов, обладающих постоянной массой. Время в этой Все­ленной абсолютно, однонаправлено и независимо от веще­ства. Подобный субстанциональный взгляд (лат. substantia – сущность) на простран­ство и время был предложен И. Ньютоном и долгое время считался естественным и единственно возможным.

Такой взгляд на мир стал следствием абсолютизации законов классической механи­ки И. Ньютона, отождествления причинности с необходи­мостью. Случайность исключается из картины мира. Движение – простое механистическое перемещение. Законы движения – фундаментальные законы мироздания. Тела двигаются равномерно и прямолинейно. Универсальным свойством тел является сила тяготения, которая является дальнодействующей.

Принцип дальнодействия – взаимодействие между телами происходит мгновенно на любом расстоянии, т.е. действия могут передаваться в пустом пространстве с какой угодно скоростью.

На основе механистической картины мира в XVIII – начале XIX вв. была разработана земная, небесная и молекулярная механика. Макромир и микромир подчинялись одним и тем же механическим законам. Это привело к абсолютизации механистической картины мира. Она стала рассматриваться в качестве универсальной.

В XVIII веке произошли промышленная революция в Англии и буржу­азная революция во Франции. Век начала расцвета капитализма. Развитие техники ставит вопрос о мощных источниках энергии, стимулирует их поиски. В связи с этим появляются новые отрасли знания – учение о теплоте, электричестве, магнетизме. Выяснение природы соответствующих явлений приводит к появлению гипотез о различных «невесомых» материях: теплороде, флогистоне, электрических и магнитных жидкостях. Подготавливается почва для возникновения представлений об электромагнитном поле. Открытие электромагнитного поля изменило взгляд на мир – механическая картина мира, согласно которой мир представлялся состоящим из пустоты и неизменных, не имеющих внутренних различий частиц, пребывающих в бесконечном механическом движении, сменяется электромагнитной карти­ной мира. Согласно этой картине в мире нет пустоты, он заполнен электромагнитным полем, все явления объясняются взаимодей­ствием электрических зарядов.

Электромагнитная картина мира сформировалась на основе начал электромагнетизма М. Фарадея, теории электромагнитного поля Дж. Максвелла, электронной теории Г. Лоренца, теории относительности А. Эйнштейна.

Характерные особенности электромагнитной картины мира:

• в рамках электромагнитной картины мира сложилась полевая, континуальная (непрерывная) модель реальности;

• материя – единое непрерывное поле с точечными силовыми центрами – электрическими зарядами и волновыми движениями в нем.;

• мир – электродинамическая система, построенная из электрически заряженных частиц, взаимодействующих посредством электромагнитного поля.

В электромагнитную картину мира было введено понятие вероятности. Движение – распространение колебаний в поле, которые описываются законами электродинамики.

Принцип близкодействия – взаимодействия любого характера передаются полем от точки к точке непрерывно и с конечной скоростью.

С 1910 г. в науку начинают входить квантовые представления, представления о корпускулярно-волновом дуализме элементарных частиц и наступает время новой, квантово-полевой картины мира, которая сформировалась на основе квантовой гипотезы М. Планка, волновой механики Э Шредингера, квантовой механики В. Гейзенберга, квантовой теории атома Н. Бора.

Характерные особенности квантово-полевой картины мира:

Материя обладает корпускулярными и волновыми свойствами, т.е. каждый элемент материи имеет свойства волны и частицы.

Картина физической реальности в квантовой механике имеет две стороны:

• с одной стороны, в нее входят характеристики исследуемого объекта;

• с другой стороны – условия наблюдения (метод познания), от которых зависит определенность этих характеристик.

При описании объектов используются два класса понятий: пространственно-временные и энергетически-импульсивные. Первые дают кинематическую картину движения, вторые – динамическую (причинную). Пространство-время и причинность – относительны и зависимы.

Движение – частный случай физического взаимодействия. Фундаментальные физические взаимодействия: сильное, электромагнитное, слабое, гравитационное. Они описываются на основе принципа близкодействия: взаимодействия передаются соответствующими полями от точки к точке, скорость передачи взаимодействия конечная и не превышает скорости света.

Спецификой квантово-полевых представлений о закономерности и причинности является то, что они выступают в вероятностной форме, в виде статистических законов.

Фундаментальные положения квантовой теории: принцип неопределенности и принцип дополнительности.

Современное представление о мире формируется на основе глубокого изучения явлений Природы, и предполагает в ее основе наличие фундаментальных частиц и античастиц:

– лептоны (электрон, позитрон, электронное нейтрино и антинейтрино);

– два вида кварков с дробными электрическими зарядами (- 1/3) и (+ 2/3), причем каждый вид в трех разновидностях (красный, зеленый, синий);

– соответствующие антикварки.

Многообразие и единство мира основывается на взаимодействии и взаимопревращении фундаментальных частиц и античастиц. Движение есть проявление фундаментальных взаимодействий (гравитационного, электромагнитного, слабого и сильного), переносчиками которых являются фотоны, глюоны и промежуточные бозоны.

Представления об основе мироздания складываются на основе разработки единой теории поля, объединяющей все фундаментальные взаимодействия (теории «Великого объединения», теории «Сверх великого объединения»).

Природа рассматривается в движении и развитии. В физике используется диалектический метод (вещество и поле, частица и волна, масса и энергия и т.д., рассматриваются в диалектическом единстве).

Принципиальные особенности современных представлений о мире: системность, глобальный эволюционизм, самоорганизация, историчность – определяют их общий контур и способ организации научного знания.

Современные представления характеризуются как научно-методоло­ги­ческие, поскольку объективная картина объекта опосредуется методом познания субъекта.

В структуре научной картины мира можно выделить два глав­ных компонента: понятийный и чувственно-образный.

Поня­тийный аппарат научной картины мира представлен:

 философскими категориями (материя, движение, пространство, время и др.) и принципами (материаль­ного единства мира, всеобщей связи и взаимообусловленности яв­лений, детерминизма и др.),

 общенаучными понятиями и зако­нами (например, закон сохранения и превращения энергии),

 фундаментальными понятиями отдельных наук (поле, ве­щество, Вселенная, биологический вид, популяция и др.).

Чувственно-образный компонент научной картины мира – это совокупность наглядных представлений о тех или иных объектах и их свойствах (например, планетарная модель атома, модель расширяющейся Вселенной, модель экосистемы и др.).

Главное отличие научной картины мира от ненаучных картин мира состоит в том, что научная карти­на мира строится на основе определенной доказанной и обосно­ванной фундаментальной научной теории. Вместе с тем научная картина мира как форма систематизации знания отличается от научной теории. Если научная картина мира отражает объект, от­влекаясь от процесса получения знания, то научная теория со­держит в себе не только знания об объекте, но и логические сред­ства проверки их истинности. Научная картина мира играет эв­ристическую роль в процессе построения частных научных теорий.