НАУКОВА КАРТИНА СВІТУ ТА ЗАКОНОМІРНОСТІ ЇЇ ЗМІНИ

Вступ

Прблема визначення поняття "наукова картина світу" і її взаємовідношення з наукою складна і в даний час обговорюється як філософами, так і представниками природничих наук.

Разом з тим історія природничих наук говорить про існування на протязі довгих періодів часу певної стійкої ідейної "атмосфери" із загальних понять про властивості дійсності, під впливом яких розвивається наука даного часу. Цю атмосферу прийнято називати "науковою картиною світу". Вона визначає межі "розумних" з точки зору даної епохи гіпотез, а тому стимулює постановку одних наукових проблем і, навпаки, не сприяє і навіть перешкоджає появі інших. Тим самим наукова картина світу задає визначений напрямок для розвитку і теорії (направляючи зусилля на дослідження в цьому напрямку), і спостережень (для розвитку їх технічної бази).

1. Про науку і наукову картину світу

Науку звичайно визначають як особливу сферу духовної, саме, інтелектуальної діяльності людини і людства, ціллю якої є вироблення достовірного знання про оточуючу нас дійсність. Разом з тим, наукою називають і сам результат цієї діяльності - систему більш чи менш достовірних знань про дану область дійсності - в вигляді сукупності кількісних законів, загальних ідей-принципів, закінчених теорій, а також нових робочих гіпотез (до останніх, як до частин науки що зазнають найбільших змін, і відносяться слова "менш достовірних")[1]. З іншої сторони, для науки характерне поступове накопичення ядра більш стійких знань, куда входять названі закони, принципи, і, головним чином, кількісна, математична сторона фізичних теорій. Справа в тому, що навіть спроможність тієї чи іншої теорії передбачати нові явища (а це основний контроль цінності теорії) не виключає того, що дана теорія правильно відображає тільки кількісну сторону явищ (в межах певної теорії). Разом з тим вона може давати помилкове пояснення природи явищ. Такими були, наприклад, теорія Птолемея в астрономії; теорії теплоти, електрики, магнетизму, побудовані на ідеях особливих невагомих рідин: теплороду і т.д. - в фізиці. Взагалі по мірі загального розвитку науки виявляються все більш чітко і межі справедливості або степінь точності самих кількісних законів.

Але все ж описане ядро знань, хоча і випробовує з плином часу певні зміни, складає базис науки. З розвитком знань базисні, або фундаментальні закони, принципи, теорії досить рідко змінюються революційним шляхом, шляхом повного відкидання одних і введення нових (як це сталося при переході від арістотелівської до сучасної фізики). Такі теорії і закономірності на протязі довгих проміжків часу збагачуються в узгодженні з принципом відповідності. Останнє означає, що побудовані нові більш загальні теорії і введені більш загальні закони зводяться до уже відомих при переході до розгляду явищ в більш обмеженій області простору, швидкостей і т.д. або на більш низькому рівні точності. (Наприклад, загальна і спеціальна теорія відносності - до класичних теорій гравітації і механіки). Розкривається істинна суть постулатів, які іноді виявляються тільки "зеркально перевернутим" відображенням дійсності.

Базис науки в свою чергу служить основою, на якій виникає та існує більш змінна складова науки - галузь конкретних робочих гіпотез, що вимагають перевірки. (Сюда відноситься і "якісна", пояснююча причини частина фізичних теорій.) Перевірка їх проводиться по мірі розвитку техніки експерименту, приймачів інформації, методів їх обробки, логічного та математичного апарату науки. Тоді гіпотеза або переходить в ранг строгих кількісних теорій і в деякій мірі поповнює собою базис, або відкидається як помилкова або вичерпавша свої можливості наближеного (наприклад, на основі аналогії з чимось уже відомим) описання дійсності.

Але одночасно із розвитком науки, як процесу накопичення контролюємих знань, на її основі, із найбільш загальних її гіпотез виникає "ідейна надбудова" - формується гіпотетична єдина система представлень - модель загальної побудови дійсності, точніше її конкретного аспекту - фізичного, біологічного, астрономічного. Крім знань про закономірності, характерні для даного аспекту дійсності, така модель включає і поняття про "правила поведінки" пізнаючого її розуму - про логіку та критерій "здорового глузду" для даної моделі. Така цілісна система ідей і понять складає наукову картину світу[2].

Наукова картина світу виникає як результат підсвідомої екстраполяції більш достовірного, проте обмеженого знання на всю дійсність, на область де повна перевірка ідей принципово недосяжна. В створенні наукової картини світу проявляється властивість людського розуму завжди розповсюджувати знання далеко за межі досвіду, необхідного для життя, за межі їх практичного використання, і із будь якого малого набору фактів дорисовувати весь видимий навколишній світ. Робиться це тим більш вільніше, чим менше є опорних фактів (менш строгий контроль), про що говорить поява міфів і казок космологічного та космогонічного змісту в усіх народів перед тим, як у них появилася точна наука.

На відмінну від науки, точніше від деяких наукових гіпотез, наукова картина світу не може перетворитися в строгу теорію, так як це була б теорія "усієї дійсності", усіх можливих, наприклад, біологічних чи астрономічних явищ. Але дійсність невичерпна - і процес пізнання її безмежний[4].

Наукова картина світу не може перейти в ранг строгих теорій і тому, що вона є результатом дуже далеких екстраполяцій відомого на такі безмежні об'єми невідомого, в яких можуть існувати поки що недоступні нам закони і форми самої матерії.

Але хоча наперед ясно (для усіх, хто задумується над цим), що наукова картина світу - тільки тимчасова модель дійсності, без її побудови та без сприйняття її як достатньо надійного (на значному проміжку часу) відображення дійсності людський розум не міг би просуватися дальше в пізнанні світу. Адже побудова картини, моделі світу - це, по суті, постулювання (на основі накопиченого досвіду) універсальності законів природи, які відкриваються і в кінці кінців загальної впорядкованості об'єктивного світу, без чого неможлива ніяка теорія про нього, крім як про повний хаос, недоступний пізнанню.

2. Місце наукової картини світу в процесі наукового пізнання

Наукова творчість і створення наукової картини світу - різні, хоча і взаємозв'язані елементи одного нескінченого процесу осмислення і пізнання об'єктивної дійсності, в якому можна виділити три основні елементи. По-перше, це зміст процесу: накопичення інформації шляхом спостереження і відкриття явищ; обробка інформації з допомогою технічних засобів (наприклад, класифікація); нарешті, це процес осмислення інформації шляхом висунення робочих гіпотез про зв'язок явищ між собою та про їхню природу; перевірка гіпотез шляхом постановки контрольного експерименту або нових спостережень з метою побкдови нової кількісної теорії даної сукупності явищ.

Другим елементом наукового пізнання можна назвати засоби і умови його здійснення: засоби одержання і обробки інформації і, як уже говорилося, певну ідейну атмосферу, яка ніби визначає точку зору на одержану сукупність спостережених фактів (наукову картину світу).

Третім елементом процесу наукового пізнання є його результати: конкретні кількісні чи якісні закони, принципи; певне прийняте тлумачення знову відкритих явищ - наприклад, як свідоцтва існування нових об'єктів (відкриття пульсарів по особливих періодичних радіосигналах); це, накінець, теорія явищ і об'єктів. Конкретні результати науки складають її зростаюче ядро, базис. На його основі формуються прикладні науки, які використовують досягнення науки в техніці та повсякденному житті. В свою чергу ядро оточене менш стійкою атмосферою робочих гіпотез про окремі групи явищ. Разом з тим, екстраполяція за межі доступного в дану епоху можливого досвіду нових одержаних знань доповнює і уточнює існуючу картину світу, або, наприклад, показує її неспроможність, і тоді зароджуються нові ідеї для закладки нової наукової картини світу. Таким чином, картина світу являється і умовою, і результатом розвитку науки, направляє наукове дослідження і змінюється сама по принципу зворотнього зв'язку.

Історична роль кожної наукової картини світу - створювати деякий ескіз, або гіпотетичний каркас дійсності, який накладає певні обмеження на характер можливих нових гіпотез для пояснення тих чи інших нових явищ. Подібно силовому полю, картина світу немов би направляє рух думки, організовує її в осмисленні дійсності. А так як кожна істинна картина світу сама опирається на попередні досягнення науки, являючись гранично широкою гіпотезою - екстраполяцією знань, то, організовуючи дослідження в певному напрямку, вона сприяє здійсненню цілеспрямованої перевірки самої себе - перевірки степені істинності прийнятої моделі дійсності. В процесі перевірки одні деталі картини світу підтверджуються і переходять в ранг достовірних знань, другі, навпаки, протирічать дійсності і відкидаються. Але, напевне, і в науковій картині світу є своє незмінне ядро, що зберігається при заміні однієї картини іншою.

Наукова картина світу по визначенню принципово відрізняється від науки: наукове знання завжди фрагментарне, хоча в межах кожного фрагменту (опису частини дійсності) воно може бути достовірним (хоча б на довгий період часу). Наукова картина світу навпаки, завжди цілісна, загальноохоплююча. Уже тому вона завжди гіпотетична, так як не ставить обмежень для справедливості складових її ідей. А якщо б поставила, то перетворилася б в достовірне, але фрагментарне, обмежене знання (в науку)[1].

Саме цілісність, те, що вона складає завершену систему, прирікає кожну наукову картину світу, точніше, картину світу кожної епохи на повну зміну, загибель без остатку, без ядра. Така ж, відмітимо, доля і якісних фізичних теорій, які являючись також закінченими локальними, частковими системами, рано чи пізно уступають місце іншим, більш відповідаючим досвіду, але також тимчасовим системам. Навпаки, ядро науки являє собою суму відомостей про природу не зв'язаних в одну жорстку систему, і тому зберігається, хоча б в ньому і залишився єдиний принцип природи, що витримав випробування часом.

Зрозуміло, розвиток науки виробив ряд ідей, достатньо стійких, які в якості найбільш загальних принципів природи входять в кожну слідуюючу, навіть радикально змінену картину світу. Такими є ідеї причинно-наслідкових зв'язків, детермінізму, принципу збереження енергії і т.д. Але вони тільки будівельний матеріал (подібно цеглинкам, які можуть бути використані по різному), не створюючи окремо і без певного внутрішньго зв'язку ніякої "картини".

Більш того саме на рівні картини світу як принципового гіпотетичного осмислення дійсності, в умовах більш вільного польоту думки, можуть виникнути глибокі нові ідеї, прояв яких неможливий в ортодоксальній науці, обмеженій рамками доступного досвіду і загальноприйнитої поки що наукової картини світу. Виникнення нестандартних (проте достатньо наукових) ідей і концепцій може говорити про появу перших паростків нових уявлень про світ, нової картини світу. Але потрібно пам'ятати, що для подібного відриву від традицій потрібен достатній запас "пального" - нових фактів і знань про сучасний стан даної галузі науки. Так, саме в рамках сучасної космологічної картини світу зароджуються крамольні сумніви в справедливості, здавалось би, споконвічних незаперечних принципів, як закон збереження енергії чи принцип росту ентропії, - при переході до надгалактичних масштабів всесвіту. І хоча історичний досвід фізики показує, що подібні сумніви часто являлися неспроможніми, більша свобода обговорення можливості такого прушення традиційних принципів, гострота спорів (на достатньо високому рівні наукової компетентності) несподівано народжували істину - відкривали незвідані пласти нових властивостей дійсності).

Картина світу, з одного боку, грає роль "форми", в відповідності з якою будуються наукові інтерпретації нового досвіду та спостережень, поки нові факти не "перелиються через краї", вимагаючи створення нової форми. З іншої сторони, картина світу розкриває іноді зовсім несподівано навіть для її "архітекторів" нові далекі горизонти, куди направляється творча думка найбільш проникливих дослідників і де їм іноді вдається заглянути в далеке майбутнє: вловити риси дійсності, достовірність яких встановлюється через століття (наприклад, такими були дивовижні передбачення Бруно, Ламберта, Лапласа)[3].

Наукова картина світу в кожну епоху показує ступінь наближення сучасної науки до відображення дійсності. З накопиченням знань, підвищенням точності спостережень та вимірювань можуть бути одержані підтвердження правильності тих чи інших деталей цієї моделі дійсності. Тоді вони, ставши точними знаннями, переходять з наукової картини світу (із ідейної надбудови) в галузь науки, поповнюючи запас достовірних наукових знань. Так, бувша спочатку, по суті моделлю Всесвіту, конкретна система світу Коперника (не принцип геліоцентризму, не ідея рухомості Землі, чи відкидання невагомості інших тіл, - що було геніальною догадкою про істинні риси світу), з часом уточнена і більш обгрунтована, перейшла в своїй головній, планетарній частині в розряд достовірних об'єктивних знань - точну теорію будови сонячної системи. Проте інші її деталі (абсолютне значення принципу "геліоцентризму", сфера нерухомих зірок) були відкинуті уже Дж. Бруно, який, по суті, почав створення нової астрономічної картини світу.

Разом з тим, розширюючись за рахунок деталей картини світу, ядро достовірних знань росте, але зовсім не зменшує загального об'єму картини світу, так як у неї немає "зовнішньої межі". Моделювання навколишньої дійсності розширюється в глубину і в шир безмежно, а в фонд науки в неї йде завжди обмежена частина.

Проте залишаючись без своїх визначальних елементів, картина світу уже не може існувати як цілісна система в такому неповноцінному вигляді. Тому Бруно, відкинувши центральне положення Сонця по відношенню до всього Всесвіту (такою була суть початкового геліоцентризму Коперника), зруйнував картину світу Коперника, вперше накидавши по суті ескіз ньютонівського безмежного Всесвіту.

Крім того, відмітимо ще одну додаткову роль картини світу. Кожна модель, якщо вона не є якоюсь довільною видумкою, а являється екстраполяцією спостережень, експериментів, в тій чи іншій степені обав'язково відображає якісь риси дійсності. Проте при цьому вона може бути і зеркально перевернутим відображенням (як система Птолемея) або може відображати існуючу кількісну аналогію між процесами різної природи (ідея теплороду та інших особливих "рідин", що використовувалась для опису теплових та електромагнітних процесів у фізиці). Тому і після виявлення того, що модель була "перевернутою", і після відкриття істинної природи явищ така модель часто з успіхом продовжує використовуватись для спрощення описання явищ (наприклад, описання видимого руху сонця в наші дні проводиться в геоцентричних координатах). Але різниця в тому, що ця модель використовується тепер тільки як зручний метод, з повним усвідомленням її умовності.

Науки в сучасному природознавстві поділяють на фундаментальні, чи універсальні, і предметні, спеціалізовані. До перших відноситься тільки фізика, так як вона описує матерію в її найбільш простій, елементарній формі. Усі решта науки вивчають більш високоорганізовані і уже тому індивідуалізовані форми матерії. Звідси слідує, що універсальною науковою картиною світу можна називати тільки фізичну[2]. Разом з тим, існування інших аспектів дійсності дозволяє говорити про відповідну часткову, чи локальну картину світу: хімічну, біологічну, астрономічну, і навіть більш вузьку: астрофізичну, космологічну... По суті, і фізична картина світу в цьому розумінні локальна - описує свій переріз, аспект дійсності. Проте вона універсальна, оскільки закони фізики лежать в основі усіх інших.

3. Структура та зміни картини світу. Наукові революції

На основі довгої історії вивчення Всесвіту можна побачити, що в кожній картині світу виділяються три складових елемени: 1) уявлення про матеріальну першооснову (про природу спостережуваних об'єктів); 2) уявлення про механізм спостережуваних об'єктів, інакше, про механізм здійснення процесів, явищ, в яких приймають участь спостережувані об'єкти; 3) уявлення про структуру, масштаби, способи існування (стаціонарність, змінність, розвиток) цілого.

Перший елемент індивідуальний для кожної картини світу. Для сучасної астрономічної - це характерні форми матерії в Космосі в вигляді згустків гарячої плазми із сильно стиснутим ядром та власним ядерним джерелом енергії - зірок різних типів аж до нейтронних і навіть баріонних (що складаються із ще більш важких, нестійких часток - гіпертонів[3]), а також в вигляді неймовірно розрідженого, що не має власних джерел енергії газово-пилового середовища в міжзоряному та міжгалактичному просторі. В астрономічну картину світу міцно ввійшов і образ чорної дірки - коллапсувавшої зірки із масою від 5,5 до 109 мас Сонця. Крім того в якості матеріального об'єкту в астрономічній картині світу фігурують пронизуючі космічний простір потоки високоенергетичних часток - космічні промені та фонове (реліктове) випромінювання з температурою біля 3 К. В останні роки все більше місце в цій картині світу починає займати таємнича прихована маса, що опосередковано проявляється, проте поки що не відома науці (можливо вагоме нейтрино). Другий елемент астрономічної картини світу - це віломі в фізиці сили, що переважають в космосі: перш за все, гравітація та ядерні сили (в сучасній картині світу все більшу роль відіграє і врахування електромагнітних сил).

Третій елемент найбільш індивідуальний і в астрономічній картині світу не потребує пояснення: це загальний "вигляд" мислимого всесвіту в усій багатогранності його частин.

Зміна картини світу може полягати в зміні чи доповненні перших двох елементів. Але більш радикальними є зміни третього елемента, коли змінюється уявлення про загальну схему, структуру, масштаби, стан Всесвіту. Більше того, зміна третього елемента може зачепити і головний стержень будь якої картини світу - її фізичний фундамент (елементи фізичної картини світу). В цьому випадку відбувається загальна, що відображається на усіх областях науки і в цьому смислі універсальна революція в природознавстві. Так, в свій час зміна картини світу, почата Коперником з повного перевороту астрономічної схеми Птолемея, в самій основі змінила уявлення про склад та властивості небесних тіл, а також про причину їх руху. Це заставило фізиків, перш за все Галілея, зовсім відмовитися від існувавшої і загальноприйнитої тоді арістотелівської картини світу. В даний час в картині "гарячого" всесвіту космологи знову підкопуються під фундамент сучасної фізики; в усякому разі космологія уже ставить проблему суттєвого поглиблення основ фізичної картини світу.

Проте революційна зміна картини світу може носити і місцевий, частковий характер, якщо мова йде про зміну локальної картини світу, наприклад астрономічної. Адже будь яка картина світу в усіх своїх елементах є принципово абстрактною побудовою, що і дозволяє їй бути загальноохоплюючою. Останнє вимушує її на повну зміну, коли накопичені знання створять основу для виникнення нової такої ж всеохватної екстраполяції, яка не може бути узагальненням іншої такої ж всеохватної гіпотези - екстраполяції попереднього стану знань.

4. Закономірності зміни наукової картини світу

А тепер, розглянувши взаємовідношення науки і наукової картини світу, більш детально зупинимось на закономірностях зміни картини світу. Можна поставити такі запитання. 1. Чи закономірна зміна картини світу, чи вона є неминучою і чи є надія з накопиченням достовірних знань створити "вічну" правильну картину світу? 2. Чи існують стійкі закони зміни наукової картини світу та формування нової? 3. Якою є практична цінність вивчення розвитку наукової картини світу? І чи так уже справедлявий афоризм, що "історія вчить тільки тому, що у неї ніхто, ніколи і нічому не вчився"

4.1. Неминучість зміни картини світу

Як уже говорилося, претензія на всеосяжність прирікає кожну наукову картину світу на її зміну та заміну новою. З накопиченням відомостей про світ пояснююча картина рано чи пізно приходить в розбіжність із спостереженнями. І оскільки процес пізнання безмежний, створення вічної картини світу неможливе.

Наукова картина світу служить допоміжним "риштуванням", "відливочною формою" для максимального розвитку можливих наслідків її основних положень - суті розглядаємих об'єктів та процесів в оточуючому Всесвіті (що раніше було названо першим і другим елементами картини світу). На еволюційному етапі розвитку наукового пізнання самі ці елементи доповнюються новими даними, не змінюючись по суті (не відкидаючи уже існуючих понять відносно змісту цих елементів). Наслідки ж їх формуються в вигляді конкретних гранично широких гіпотез, моделей того чи іншого аспектів дійсності, створюючих третій елемент картини світу (наприклад, різні варіанти геоцентричної картини світу). Тут картина світу об'єднуєтьєя власне з наукою: з її теоретичною частиною. Третій елемент картини світу - це пов'язані в систему немов би "заголовки" теорій, які в подальшому або відкидаються, або перетворюються в підтверджені досвідом довготривалі теорії.

Разом з тим, ні одна наукова картина світу не зникає безслідно. Її найбільш удачні моделі (третій елемент), як уже говорилося, продовжують нерідко використовуватись, але уже тільки як умовні удобні способи для описання певних явищ. Так було і з моделями теплороду та інших невагомих рідин, образи яких, але уже як чисто допоміжні, математичні та фізичні моделі живуть в сучасних аспектах фізики - в магнітогідродинаміці, в образах "потоку енергії" і т. д[2].

4.2. Про закономірності зміни наукової картини світу

Питання про закономірності самого процесу зміни наукової картини світу і формування нової картини світу представляється найбільш суттєвим в проблемі загальних закономірностей розвитку науковогопізнання.

В даний час практично загальнопризнано, що розвиток знань іде не тільки спокійним, еволюційним шляхом поступового кількісного накопичення знань, що вкладаються в рамки загальноприйнятих в дану епоху понять, - але і переживає бурні періоди ревізії основ і висунення нових нетрадиційних пояснень, несумісних із попередніми. І якщо ці нові ідеї перемагають, то кажуть, що відбулася наукова революція. Але в відношенні того, що ж при цих потрясіннях змінюється революційним шляхом, в чому зміст тої чи іншої наукової революції, існує велика путаниця. Нерідко окремі вражаючі події: ввід нових типів інструментів, відкриття окремих дивних явищ, об'єктів і закономірностей - і називають науковою революцією. Але це помилка: тут не відбувається примусового перевороту, ломки чого небудь. Приймаються нові інструменти, ніхто не старається "закрити" обгрунтоване спостереження відкриття нового явища чи закону. Навіть зовсім нова модель (Коперник) не викликає опору до того часу, поки не виясниться, що вона вимагає відмови від якихось привичних фундаментальних принципів. Тільки ставша явною вимога зміни фундаментальних ідей викликає спочатку сильний опір. І тільки в результаті такої зміни створюється нова ідейна основа, що визначає подальший рух наукового пізнання - його темпи, і навіть його найближчі цілі, які, в свою чергу, направляють експеримент і спостереження та стимулюють розвиток їх технічної бази (В. Гершель, В. Парсонс, Е. Хаббл). Тільки це і можна назвати науковою революцією.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: реферат на политическую тему, bestreferat ru, quality assurance design patterns системный анализ.

1  2 | Следующая страница реферата