Серия «Высшее образование»
С. Г. Хорошавина
КОНЦЕПЦИИ
СОВРЕМЕННОГО
ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
КУРС ЛЕКЦИЙ
Рекомендовано Министерствомобразования РФ
в качестве учебника для студентов высших учебных заведений
Издание четвертое
Ростов-на-Дону
«Феникс»
2005
УДК 50(075.8) ББК 20я73 КТК 100 X 82
Рецензенты:
профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана, д. т. н., академик РАЕН,
президент Международного общественно-научного комитета
«Экология человека и энергоинформатика»
Волченко В.Н.;
зав. кафедрой философии религии РГУ, президент
Ассоциации «Духовной культуры», д. ф. н., профессор
Капустин Н.С.;
декан исторического факультета РГУ, доктор исторических
наук Узнародов И.М.
Хорошавина С. Г. X 82 Концепции современного естествознания: курс лекций / Изд. 4-е. — Ростов н/Д: Феникс, 2005. — 480 с. — (Высшее образование).
ISBN 5-222-07788-8
Предлагаемый курс способствует расширению представлений о едином процессе развития, охватывающем живую природу, неживое вещество и общество. Программа курса позволяет вооружить слушателей знаниями, отвечающими современному уровню развития естествознания, рассматриваются последние идеи и гипотезы, точки зрения на важнейшие вопросы современного естествознания, что дает возможность, овладев целостным научным мировоззрением, сформировать свою мировоззренческую позицию для успешной социальной адаптации.
Разработан в соответствии с государственным образовательным стандартом (Москва, Госкомитет РФ но ВО, 1995 г.) кандидатом технических наук, доцентом Ростовского-на-Дону института Бизнеса и Права, профессором Академии естествознания в 1995 г. В данной редакции рекомендуется студентам и преподавателям гуманитарных факультетов вузов для подготовки по специальности юриспруденция, менеджмент, экономика.
ISBN 5-222-07788-8
УДК 50(075.8) ББК 20я73
© С.Г. Хорошавина, 2003 © Оформление:
изд-во «Феникс», 2003
Содержание
ТЕМА 1. ПРЕДМЕТ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ. ЗАКОНОМЕРНОСТИ, ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ, ИСТОРИЯ, ПАНОРАМА И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ.. 13
1.1. ПРЕДМЕТ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ. ОСНОВНАЯ ТЕРМИНОЛОГИЯ.. 13
1.2. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ.. 14
1.2.1 .Необходимость и случайность. 14
1.2.2. Причины, от которых зависит развитие науки. 14
1.2.3. Роль практики в развитии естествознания. 14
1.2.4. Относительная самостоятельность в развитии науки. 16
1.2.5. Преемственность в развитии идей и принципов естествознания. 17
1.2.6. Критика и борьба мнений в науке. 18
1.2.7. Интернациональный характер развития науки. 18
1.2.8. Взаимодействие естественных наук. 19
1.2.9. Дифференциация и интеграция наук. 19
1.2.10. Социальные функции естествознания. 20
1.3. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ.. 22
1.3.1. Натурфилософия как первая историческая форма знания. 22
1.3.1.1. Естествознание VII-VI вв. до н. э.23
1.3.1.2. Учение Гераклита об огне в виде первовещества. 24
1.3.1.3. Естествознание V в. до н. э. Учения философов Эмпедокла и Анаксагора. 25
1.3.1.4. Естествознание IV в. до н.э.26
1.3.1.5. Выделение медицины из натурфилософии и учение Гиппократа. 26
1.3.1.6. Естествознание IV-III вв. до н. э. Учения Платона, Аристотеля, Теофраста. 27
1.3.1.7. Философия Эпикура и Лукреция как завершение материалистических воззрений Древней Греции. 28
1.3.1.8. Средневековье и эпоха Возрождения. 29
1.3.1.9. Естествознание XVI-XVII вв.32
1.3.1.10. Естествознание XVIII в.33
1.3.1.11. Выдающиеся открытия XIX в. и конец натурфилософии. 34
1.3.2. «Русский космизм». 35
1.3.3. Кризис в физике и нарушение прежних представлений. 36
1.3.4. Ленинский принцип неисчерпаемости материи. 37
1.3.4.1. Онтологическая сторона неисчерпаемости материи. 37
1.3.4.2. Гносеологическая сторона неисчерпаемости материи. 37
1.3.5. Новейшая революция в естествознании. 38
ТЕМА 2. ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ И ГУМАНИТАРНАЯ КУЛЬТУРЫ... 40
2.1. НАУЧНАЯ ТЕОРИЯ. ОСНОВНАЯ ТЕРМИНОЛОГИЯ.. 40
2.2. СОДЕРЖАНИЕ И СТРУКТУРА ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ ТЕОРИИ.. 41
2.2.1. Структура естественнонаучной теории. 41
2.2.2. Основные способы построения естественнонаучной теории. 41
2.3. КУЛЬТУРА.. 42
2.4. ЕСТЕСТВЕННАЯ И ГУМАНИТАРНАЯ КУЛЬТУРЫ... 43
ТЕМА 3. КОРПУСКУЛЯРНАЯ И КОНТИНУАЛЬНАЯ КОНЦЕПЦИИ ОПИСАНИЯ ПРИРОДЫ44
3.1. АТОМИЗМ ДРЕВНОСТИ.. 44
3.2. МЕХАНИСТИЧЕСКИЙ АТОМИЗМ... 45
3.3. СОКРУШИТЕЛЬНЫЙ УДАР ПО ПРИНЦИПАМ МЕХАНИЦИЗМА.. 45
3.4. ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ БОЛЕЕ ВЫСОКОГО УРОВНЯ РАЗВИТИЯ АТОМИЗМА46
3.5. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ СТРОЕНИЯ АТОМА.. 46
3.6. СУЩЕСТВЕННЫЕ ОСОБЕННОСТИ АТОМИЗМА XX в.47
3.7. КОНТИНУАЛЬНАЯ КОНЦЕПЦИЯ.. 47
3.8. КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ... 48
3.9. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ... 48
3.10. ВЫВОДЫ... 49
ТЕМА 4. СТРУКТУРНЫЕ УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ. МИКРО-, МАКРО- И МЕГАМИРЫ... 50
4.1. МАТЕРИЯ. ВСЕОБЩИЕ АТРИБУТЫ МАТЕРИИ.. 50
4.2. СТРУКТУРА И СИСТЕМНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ МАТЕРИИ.. 51
4.2.1. Структура материи. 51
4.2.2. Структурная бесконечность материи. 51
4.3. СИСТЕМНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КАК АТРИБУТ МАТЕРИИ.. 51
4.4. СТРУКТУРНЫЕ УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ.. 52
4.4.1. Микро-, макро- и мегамиры.. 52
4.4.2. Структурные уровни различных сфер. 53
ТЕМА 5. СТРУКТУРА И ЕЕ РОЛЬ В ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВЫХ СИСТЕМ... 55
5.1. СИСТЕМА И ЦЕЛОЕ.. 55
5.2. ЧАСТЬ И ЭЛЕМЕНТ. 56
5.2.1. Соотношение категорий часть и элемент. 57
5.2.2. Взаимодействие части и целого. 57
5.3. ДИАЛЕКТИЧЕСКОЕ ЕДИНСТВО ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ И ИНТЕГРАЦИИ ЧАСТЕЙ.. 58
5.4. ВЗАИМОСВЯЗЬ ЕДИНИЧНОГО И ОБЩЕГО.. 59
5.5. ИНТЕГРАЦИЯ ЧАСТЕЙ.. 60
5.5.1. Свойства интеграции. 61
5.5.2. Три механизма сборки. 62
5.5.2.1. Механический детерминизм.. 62
5.5.2.2. Связь по типу корреляции. 62
5.5.2.3. Связь по типу субординации. 62
ТЕМА 6. НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ В МИРЕ. ПРИНЦИП НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ.. 63
6.1. НЕУСТРАНИМОСТЬ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ.. 63
6.2. НЕОПРЕДЕЛЕННОСТНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ИСКУССТВЕ.. 64
6.2.1, Кубизм.. 64
6.2.2. Футуризм.. 65
6.2.3.Абстракционизм.. 66
6.2.4.Экспрессионизм.. 66
6.2.5. Сюрреализм.. 66
6.2.6. Импрессионизм.. 66
6.2.7. Постимпрессионизм.. 67
6.3. НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ В БИОЛОГИИ.. 67
6.4. НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ В ПРОБЛЕМАХ КИБЕРНЕТИКИ И КОМПЬЮТЕРНОЙ СВЯЗИ68
6.5. ПРИНЦИП НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ.. 68
6.6. НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ И СЛУЧАЙ — РЕАЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ РАЗВИТИЯ.. 68
6.7. СФЕРЫ ПРОЯВЛЕНИЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ. ВИДЫ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ.. 69
6.8. ПАРАДОКС НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ.. 70
ТЕМА 7. ХАОС И ПОРЯДОК. ПОРЯДОК И БЕСПОРЯДОК В ПРИРОДЕ.. 72
7.1. ХАОС.. 72
7.1.1. Этимология понятия «хаос». 72
7.1.2. Хаос и мифы.. 73
7.1.3. Примеры хаоса. 74
7.1.4. Социологизация понятий порядка и хаоса. 74
7.1.5. Причины хаоса. 75
7.2. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ МОДЕЛЬ СООТНОШЕНИЯ ПОРЯДКА И ХАОСА.. 75
7.3. ПОИСК МЕХАНИЗМОВ ОБЪЯСНЕНИЯ ПОРЯДКА И ХАОСА.. 76
7.4. РОЛЬ ЭНТРОПИИ КАК МЕРЫ ХАОСА.. 77
7.5. ПОРЯДОК.. 78
7.5.1. Математизированный порядок. 78
7.5.2. Организмический стиль. 78
7.5.3. Психологическая версия порядка. 79
7.6. ДИАЛЕКТИЧЕСКОЕ ЕДИНСТВО 0-МЕРНОЙ ТОЧКИ.. 79
7.7. ВЫВОДЫ... 80
ТЕМА 8. ПРИНЦИПЫ ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ, СУПЕРПОЗИЦИИ, ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ81
8.1. ПРИНЦИП ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ.. 81
8.2. ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ.. 81
8.3. ПРИНЦИПЫ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ.. 82
8.3.1. Принцип относительности Галилея. 82
8.3.2. Принцип относительности Эйнштейна. 82
8.3.3. Теория относительности Эйнштейна. 82
ТЕМА 9. ПРИНЦИПЫ СИММЕТРИИ.. 83
9.1. КАТЕГОРИИ СИММЕТРИИ.. 83
9.1.1 Симметрия. 83
9.1.1.1. История возникновения категорий симметрии. 84
9.1.1.2. Симметрия в архитектуре. 85
9.1.1.3. Симметрия в технике. 87
9.1.2. Асимметрия. 87
9.1.2.1. Асимметрия в живой природе. 88
9.1.2.2. Асимметрия как разграничивающая линия между живой и неживой природой. 88
9.1.2.3. Опыты Пастера и Кюри. 89
9.1.3. Дисимметрия. 90
9.1.4. Антисимметрия. 90
9.2. ОПЕРАЦИИ СИММЕТРИИ.. 90
9.2.1. Отражение в плоскости симметрии. 90
9.2.2. Поворотная симметрия. 91
9.2.3.Отражение в центре симметрии. 91
9.2.4.Трансляция, или перенос фигуры на расстояние. 92
9.2.5. Винтовые повороты.. 92
9.2.6. Симметрия и законы роста. 93
9.2.7. Симметрия подобия. 93
9.3. СИММЕТРИЯ В ПОЗНАНИИ.. 94
9.4. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ И ВНУТРЕННИЕ ПРИНЦИПЫ СИММЕТРИИ.. 95
9.4.1. Пространственно-временные • принципы симметрии. 96
9.4.2. Внутренние принципы симметрии. 97
9.5. ПИФАГОР И ПИФАГОРЕЙСКИЙ СОЮЗ. 97
9.6. ЦАРСТВО ЧИСЕЛ.. 97
9.7. ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ—ЗАКОН ПРОЯВЛЕНИЯ ГАРМОНИИ В ПРИРОДЕ.. 98
9.7.1. Числа Фибоначчи. 99
9.7.2. Золотое сечение в астрономии. 100
9.7.3. Золотое сечение в искусстве и музыке. 101
9.7.4. Обнаружение золотого сечения в различных областях внешнего мира. 103
9.7.5. Выводы.. 104
ТЕМА 10. ДИНАМИЧЕСКИЕ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ В ПРИРОДЕ.. 105
10.1. ПРОБЛЕМЫ ДЕТЕРМИНИЗМА И ПРИЧИННОСТИ.. 105
10.2. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ... 106
10.2.1. Законы сохранения физических величин. 106
10.2.1.1. Закон сохранения массы.. 107
10.2.1.2. Закон сохранения импульса. 108
10.2.1.3. Закон сохранения заряда. 109
10.2.1.4. Закон сохранения энергии в механических процессах. 110
10.2.1.5. Законы сохранения в микромире. 111
10.3. ДИНАМИЧЕСКИЕ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ... 112
10.4. ЗАКОН ВОЗРАСТАНИЯ ЭНТРОПИИ.. 113
10.4.1. Первый закон термодинамики и невозможность создания вечного двигателя первого рода113
10.4.2. Второй закон термодинамики и невозможность создания вечного двигателя второго рода113
10.5. ПРИНЦИП МИНИМУМА ДИССИПАЦИИ ЭНЕРГИИ.. 114
10.6. РЕДУКЦИОНИЗМ... 115
ТЕМА 11. ХИМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ. ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ВЕЩЕСТВ.. 115
11.1. ФОРМЫ ДВИЖЕНИЯ МАТЕРИИ.. 115
11.2. ВЕЩЕСТВА И ИХ СВОЙСТВА.. 116
11.3. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ.. 117
11.4. СКОРОСТИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ.. 118
11.5. КАТАЛИЗАТОРЫ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ.. 119
11.6. РАВНОВЕСИЕ В ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЯХ.. 119
11.7. ПРИНЦИП ЛЕ ШАТЕЛЬЕ.. 120
11.8. МОДЕЛЬ, ОБЪЯСНЯЮЩАЯ РАВНОВЕСИЕ.. 120
ТЕМА 12. ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИЧЕСКОГО УРОВНЯ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ.. 121
12.1. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ СТАНОВЛЕНИЯ ИДЕИ РАЗВИТИЯ В БИОЛОГИИ.. 121
12.2. КОНЦЕПЦИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИВОГО.. 122
12.2.1. Идея самопроизвольного происхождения жизни. 122
12.2.2. Опыты Пастера, доказывающие происхождение живого от живого. 123
12.2.3. Гипотеза занесения живых существ на Землю из космоса. 123
12.2.4. Гипотеза Опарина. 123
12.2.5. Современные концепции происхождения жизни. 124
12.3. БИОЭНЕРГОИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБМЕН.. 124
12.4. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ВЕЧНОСТЬ ЖИЗНИ.. 126
12.5. МЕТАБОЛИЗМ... 128
ТЕМА 13. ПРИНЦИПЫ ЭВОЛЮЦИИ, ВОСПРОИЗВОДСТВА И РАЗВИТИЯ ЖИВЫХ СИСТЕМ129
13.1. ЭВОЛЮЦИОННАЯ ТЕОРИЯ ДАРВИНА.. 130
13.1.1. Изменчивость. 130
13.1.2. Наследственность. 131
13.1.3. Связь между наследственностью и изменчивостью.. 132
13.1.4. Естественный отбор. 132
13.2. КЛАССЫ МЕХАНИЗМОВ ЭВОЛЮЦИИ.. 136
13.2.1. Адаптационные механизмы.. 136
13.2.2. Катастрофические, или пороговые, механизмы эволюции. 137
13.2.3. Принцип А. Пуанкаре. Закон дивергенции. 137
13.3. ТРИ ПЕРИОД ФОРМИРОВАНИЯ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ТЕОРИИ ДАРВИНА.. 138
13.4. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА РАЗВИТИЯ.. 140
ТЕМА 14. ОТРАЖЕНИЕ КАК ВСЕОБЩЕЕ СВОЙСТВО МАТЕРИИ.. 142
14.1. ОТРАЖЕНИЕ И ДВИЖЕНИЕ.. 143
14.2. ВНУТРЕННИЕ И ВНЕШНИЕ СТОРОНЫ ОТРАЖЕНИЯ.. 143
14.3. ОТРАЖЕНИЕ— ВСЕОБЩЕЕ СВОЙСТВО МАТЕРИИ.. 144
14.4. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ОТРАЖЕНИЯ.. 145
14.4.1. Аккумуляция. 145
14.4.2. Избирательность. 145
14.4.3. Опережающее отражение действительности. 146
14.4.4. Адекватность. 146
14.5. АДАПТАЦИЯ. ПРОБЛЕМЫ АДАПТАЦИИ ЖИВОГО И ПРИНЦИП ОТРАЖЕНИЯ.. 146
14.5.1. Адаптация. 146
14.5.2. Проблемы адаптации живого и принцип отражения. 147
14.5.3. Взаимосвязь эволюции, адаптации и организации живого. 147
14.5.4. Исследование случайных и направленных процессов повышения приспособляемости148
14.6. КОНЦЕПЦИЯ АДАПТАЦИОННОГО СИНДРОМА, ИЛИ СТРЕССА.. 149
14.6.1. Стадии адаптационного синдрома, или стресса. 149
14.6.1.1. Реакция тревоги. 149
14.6.1.2. Резистивность, или сопротивление. 150
14.6.1.3. Истощение. 150
14.6.1.4. Стресс и адаптационная энергия. 150
14.6.1.5. Стресс и дистресс. 150
14.6.2. Формирование естественного кодекса поведения. 152
14.6.2.1. Связь между работой, стрессом и старением.. 153
14.6.2.2. Приемы, сводящие психическую ранимость к минимуму. 153
14.6.3. Выводы.. 154
ТЕМА 15. ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ.. 155
15.1. ПОНЯТИЯ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ.. 155
15.2. РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПРОСТРАНСТВЕ И ВРЕМЕНИ.. 156
15.3. ОБЩИЕ СВОЙСТВА ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ.. 157
15.4. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ.. 157
15.5. ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ В МИКРО-, МАКРО- И МЕГАМИРЕ.. 158
15.5.1. Трехмерность пространства. 159
15.5.2. n-мерность пространства. 159
15.5.3. Социальное пространство. 162
15.6. ВРЕМЯ.. 164
15.6.1.1. Длительность времени. 165
15.6:1.2. Прерывность и непрерывность.166
15.6.1.3. Вечность времени. 166
15.6.1.4. Необратимость времени. 166
15.6.1.5. Одномерность времени. 167
15.6.2. Проекции времени на сознание человека. 168
15.6.3. Социальное время. 169
15.6.4. Идеи и гипотезы профессора Н.А. Козырева. 171
ТЕМА 16. САМООРГАНИЗАЦИЯ В ЖИВОЙ И НЕЖИВОЙ ПРИРОДЕ.. 173
16.1. СУЩНОСТЬ ПРОБЛЕМ САМООРГАНИЗАЦИИ В СВЕТЕ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ173
16.1.1. Связь проблем самоорганизации материи с кибернетикой. 173
16.1.1.1. Кибернетика и ее принципы.. 173
16.1.1.2. Самоорганизующиеся системы.. 175
16.1.1.3. Связь кибернетики с процессом самоорганизации. 176
16.1.2. Синергетика как новое направление междисциплинарных исследований. 176
16.1.2.1. Понятие синергетики. 176
16.1.2.2. Отличие синергетики от кибернетики. 176
16.1.2.3. История становления синергетики как науки. 177
16.1.2.4. Связь синергетики с другими науками. 178
16.2. САМООРГАНИЗАЦИЯ.. 179
16.2.1. Структурные компоненты и свойства процесса самоорганизации. 179
16.2.1.1. Структурные компоненты процесса самоорганизации. 179
16.2.1.2. Свойства самоорганизующейся системы.. 179
16.2.1.3. Механизм, обеспечивающий организационный процесс. 179
16.3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА САМООРГАНИЗАЦИИ.. 180
16.3.1. Гомеостаз. 180
16.3.2. Обратная связь. 181
16.3.3. Информация. 181
16.3.3.1. Этимология понятия «информация». 182
16.3.3.2. Роль и место информации. 183
16.3.3.3. Понятие ценности информации. 183
16.3.3.4. Информация и память. 184
16.3.3.5. Две точки зрения на информацию.. 185
16.4. РОЛЬ СИНЕРГЕТИКИ В СТАНОВЛЕНИИ НОВОГО ПОНИМАНИЯ.. 185
16.4.1. Синергетика и трактовка единства мира в восточной философии. 186
16.4.2. Синергетика и глобальный эволюционизм.. 186
16.4.2.1. Важнейшие достижения современной науки в познании структуры и развития материи187
16.4.2.2. Инфляционная теория. 188
16.4.2.3. Модель Большого взрыва. 188
16.4.2.4. Различные ветви эволюции. 189
16.4.2.5. Самоорганизация материи на Земле. 190
16.5. РАЗВИТИЕ НАУЧНОГО ЗНАНИЯ КАК СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС.. 190
16.6. СИНЕРГЕТИКА И СОЦИАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ.. 191
16.7. СИНЕРГЕТИКА И СОВРЕМЕННОЕ ВИДЕНИЕ МИРА.. 192
ТЕМА 17. УЧЕНИЕ В.И. ВЕРНАДСКОГО О БИОСФЕРЕ И НООСФЕРЕ.. 194
17.1. СУДЬБА НАУЧНЫХ ИДЕЙ В.И. ВЕРНАДСКОГО.. 194
17.1.1. Учение В.И. Вернадского. 194
17.1.2. Значение идей В.И. Вернадского. 195
17.2. БИОСФЕРА КАК ЖИВАЯ САМОРЕГУЛИРУЮЩАЯСЯ СИСТЕМА.. 196
17.2.1. Возникновение учения о биосфере. 196
17.2.2. Основные идеи В.И. Вернадского по проблемам биосферы.. 196
17.2.3. Составные части биосферы.. 197
17.2.3.1. Атмосфера как составная часть биосферы.. 197
17.2.3.2. Гидросфера — водная оболочка Земли. 197
17.2.3.3. Литосфера — поверхность твердого тела Земли. 198
17.2.4. Биосфера как саморегулирующаяся система. 198
17.3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОСНОГО И ЖИВОГО ВЕЩЕСТВ.. 199
17.3.1. Живое вещество. 199
17.3.2. Косное и живое вещества. 200
17.3.2.1. Круговорот органического вещества. 200
17.3.2.2. Формирование и эволюция биосферы.. 201
17.4. МНОГООБРАЗИЕ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ— ОСНОВА ОРГАНИЗАЦИИ И УСТОЙЧИВОСТИ БИОСФЕРЫ... 202
17,4.1. Распределение живого вещества. 203
17.4.2. Классификация живого вещества. 204
17.4.3. Миграция и распределение живого вещества. 205
17.4.4. Постоянство биомассы живого вещества. 206
17.4.5. Функции живого вещества в биосфере Земли. 206
17.5. ФАКТОРЫ, СВИДЕТЕЛЬСТВУЮЩИЕ В ПОЛЬЗУ ЗЕМНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ.. 207
17.6. КОСМОПЛАНЕТАРНЫЙ ХАРАКТЕР БИОСФЕРЫ... 208
17.6.1. Этап «химической эволюции». 208
17.6.2. Природно-радиационный фон. 208
17.6.3. Живое вещество как геологическая сила. 209
17.6.4. Влияние магнитных полей на космический характер биосферы.. 209
17.6.5. Компенсаторно-защитные функции биосферы.. 210
17.7. УЧЕНИЕ В.И. ВЕРНАДСКОГО О ПРЕОБРАЗОВАНИИ БИОСФЕРЫ В НООСФЕРУ210
17.7.1. Ноосфера — сфера Разума. 211
17.7.1.1. Условия, необходимые для становления и существования ноосферы.. 211
17.7.1.2. Мировоззренческий смысл понятия «ноосфера». 213
17.7.1.3. Методологический смысл понятия «ноосфера». 214
17.7.2. Ноосфера и развитие общества. 215
17.8. ЕДИНАЯ КАРТИНА РАЗВИТИЯ МИРА.. 215
17.8.1. Биосфера и человек — самоорганизующиеся целостности. 216
17.8.2. Позиция универсального эволюционизма. 216
17.8.3. Ноосферный гуманизм и проблемы экологии. 217
ТЕМА 18. ЭКОЛОГИЯ. ЗАКОНЫ ЭКОЛОГИИ.. 218
18.1. ЭКОЛОГИЯ.. 218
18.2. ЗАКОНЫ ЭКОЛОГИИ.. 218
18.2.1. Законы экологии Коммонера. 219
18.2.2. Второе начало термодинамики и экология. 219
18.2.3. Взаимопронизывающие уровни метасистем.. 220
18.2.3.1. Уровень «человек — воздух». 220
18.2.3.2. Уровень «человек — вода». 222
18.2.3.3. Уровень «человек — почва». 224
18.2.4. Анализ законов экологии. 225
18.2.5. Дополнительные законы экологии. 225
18.3. ПРОБЛЕМА РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ.. 225
18.3.1. Принципы охраны природы.. 226
18.3.2. Принципы защиты биосферы.. 226
18.3.3. Мероприятия по охране природы.. 227
18.3.3.1. Охрана земель и недр. 227
18.3.3.2. Охрана воды.. 228
18.3.3.3. Охрана воздушной среды.. 228
18.3.3.4. Шумовые загрязнения. 229
18.3.3.5. Охрана растительности. 229
18.3.3.6. Охрана животных. 229
18.4. ЗАКОН НЕОБХОДИМОГО РАЗНООБРАЗИЯ В ЭКОЛОГИИ.. 230
18.4.1. Проблема «человек — Вселенная». 230
18.4.2. Экология и культура. 230
18.4.3. Экология, право и мораль. 231
18.5. БИОЭТИКА.. 232
18.6. РЕСУРСНАЯ И БИОСФЕРНАЯ МОДЕЛИ РАЗВИТИЯ.. 234
18.6.1. Ресурсная модель. 235
18.6.2. Биосферная модель. 235
18.6.3. Виды воздействия на биосферу. 235
18.6.3.1. Сравнительная оценка разрушительного воздействия на биосферу различных стран235
18.7. МОДЕЛЬ УСТОЙЧИВОЙ МИРОВОЙ СИСТЕМЫ... 236
18.8. ПРОГНОЗЫ «РИМСКОГО КЛУБА». 236
ТЕМА 19. СОЦИАЛЬНО-ЭТИЧЕСКИЕ И ГУМАНИСТИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ БИОЛОГИЧЕСКОГО ПОЗНАНИЯ.. 238
19.1. СОЦИОЛОГИЯ И ЭТИКА БИОЛОГИЧЕСКОГО ПОЗНАНИЯ.. 239
19.2. ГЕНЕТИКА.. 239
19.2.1. Законы Менделя. 240
19.2.2. Развитие генетики. 240
19.2.3. Основные понятия и термины современной генетики. 242
19.2.3.1. Механизм наследственности. 242
19.2.3.2. Формы изменчивости. 243
19.2.3.3. Мутации. 244
19.3. РАЗВИТИЕ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ... 245
19.4. ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ.. 245
19.5. ПРОГРАММА «ГЕНОМ ЧЕЛОВЕКА». 247
ТЕМА 20. ЧЕЛОВЕК: ФИЗИОЛОГИЯ, ЗДОРОВЬЕ, ЭМОЦИИ, ТВОРЧЕСТВО, РАБОТОСПОСОБНОСТЬ. 249
20.1. ЧЕЛОВЕК.. 249
20.2. ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА И МЕДИЦИНА.. 250
20.2.1. Здоровье человека. 251
20.2.2. Проблема болезни и здоровья. 252
20.2.3. Единство человека и природы.. 252
20.2.4. Валеология — новая наука о здоровье души и тела. 255
20.2.5. Валеологические уровни здоровья. 256
20.3. ЭМОЦИИ, ТВОРЧЕСТВО, РАБОТОСПОСОБНОСТЬ. 257
20.3.1. Эмоции. 257
20.3.1.1. Приспособительный характер эмоций. 257
20.3.1.2. Ориентировочный инстинкт эмоций. 258
20.3.1.3. Виды эмоций. 258
20.3.1.4. Эмоции и общественное сознание человека. 260
20.3.2. Творчество. 260
20.3.3. Работоспособность. 261
20.3.4. Взаимосвязь здоровья, эмоций, творчества, работоспособности. 261
20.3.5. Самоактуализирующиеся личности. 261
20.4. СОЗНАНИЕ.. 262
20.4.1. Естественнонаучные данные о мозге человека. 263
20.4.2. Задачи мозга. 263
20.4.3. Интеллект личности. 264
20.4.4. Информация и мозг. 265
20.4.5. Исследования в области человеческого мозга. 265
20.4.6. Моделирование функций человеческого мозга. 266
20.5. ИДЕЯ ЦЕЛОСТНОСТИ.. 267
ПРИЛОЖЕНИЕ.. 268
ТЕМЫ СЕМИНАРСКИХ ЗАНЯТИЙ.. 273
ВВЕДЕНИЕ
Современное человечество живет на грани тысячелетий, и уже одно это заставляет людей уделять больше внимания своему будущему и разумному осмыслению прошлого. Анализ проблем, волнующих человечество, показывает, что одной из важнейших стала проблема взаимодействия природы и общества. Противоречия между природой и обществом в условиях бурно развивающегося научно-технического прогресса (НТП) перерастают в антагонизм, угрожающий самой жизни на нашей планете.
Признаки глобального нравственно-экологического кризиса человечества, в котором оказался мир и следствием которого стали резкие нарушения экологического равновесия и несовместимость жизни человечества с созданной им средой обитания, ставят перед каждым конкретным человеком задачи овладения принципами управления своей жизнью, находящейся в постоянном взаимодействии с окружающей средой, задачи рационального природопользования и освоения роли, места и значения человека в эволюции не только Земли, но и Космоса.
Достижения науки и техники создали у большинства людей представление об абсолютном превосходстве человека над природой. Космическая техника, наземный транспорт, успехи науки, позволившие получать новые вещества, не существовавшие до этого в природе, — все это усилило антропоцентризм по отношению к природе. Люди как бы стали забывать, что сами они — часть природы, биологический вид, жизнь которого определяется амплитудой природных условий, и все их могущество основано на использовании законов природы, вне которых развитие человеческой цивилизации невозможно.
Анализ барьеров, стоящих на пути выхода из кризиса, показывает, что самый главный из них — нравственно-психологический. Его преодоление состоит в освоении человечеством духовной структуры Вселенной, так как нравственность и бессмертие тесно связаны; в смене парадигм в социальной сфере и науке, разумном использовании законов природы.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСА «КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ»
Цель данного курса состоит в том, чтобы через систему знаний о закономерностях и законах, действующих в природе, расширить представления студентов:
? о месте человека в эволюции Земли;
? о направлениях и путях развития в научно-технической и организационно-экономической сферах деятельности человека;
? об использовании новых подходов к достижению более высокого уровня выживания человечества в условиях надвигающейся экологической катастрофы.
В соответствии с поставленной целью данный курс имеет следующие задачи:
? ознакомить студентов с основными концепциями современного естествознания;
? дать слушателям представления о едином процессе развития, охватывающем неживую природу, живое вещество и общество; об уровнях организации материального мира и процессов, протекающих в нем, выступающих звеньями одной цепи;
? вооружить студентов знаниями закономерностей развития природы и общества;
? формировать умения и навыки практического использования достижений науки, ставящих конечной целью адаптацию человека к окружающей среде и достижение рационального природопользования;
? сориентировать в основных парадигмах единства материального и духовного миров;
? ознакомить с важнейшими приемами биоэтики;
? создать предпосылки для развития заложенного в каждом человеке интеллектуального потенциала, способствующего профессиональному и личностному росту и т.д.
Предлагаемый курс призван вооружить студентов знаниями, отвечающими современному уровню развития естествознания, давая логически обоснованную систему знаний. Здесь высказываются последние идеи, гипотезы, точки зрения на важнейшие вопросы современного естествознания.
Практика получения знаний в области естественных наук связана с умением применять эти знания, оперировать ими в своей повседневной деятельности. У студентов должно быть выработано оценочное отношение к тем или иным открытиям, они должны не столько пассивно воспринимать материал, но и стремиться обосновать факт появления тех или иных знаний о природе, выяснять, что они дают человечеству, на службу каких сил поставлены и тем самым выражать свою мировоззренческую позицию.
К концу курса у студентов должно быть выработано умение представлять знания как систему логически связанных общих и специальных положений науки, что дает им возможность лучше ориентироваться в сложных явлениях действительности и способствует формированию профессиональных качеств будущего специалиста.
Выводы, которые студенты смогут делать в процессе усвоения курса, должны быть не фактом механического заучивания, а плодом творческого мышления, что ведет к формированию общей культуры, более глубокому усвоению знаний, а значит, будет способствовать раскрытию физических и духовных резервов человека.
Изучение курса поможет студентам выработать активную жизненную позицию, повысит качество подготовки социально-активного специалиста, обладающего целостным научным мировоззрением, тем самым даст возможность оценивать последствия принимаемого решения, острее ощущать свою ответственность и солидарность в борьбе за сохранение жизни на нашей Земле, что будет способствовать успешной социальной адаптации.
ТЕМА 1. ПРЕДМЕТ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ. ЗАКОНОМЕРНОСТИ, ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ, ИСТОРИЯ, ПАНОРАМА И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ
1.1. ПРЕДМЕТ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ. ОСНОВНАЯ ТЕРМИНОЛОГИЯ
Естествознание — совокупность наук о природе.
Наука — сфера человеческой деятельности, функция которой состоит в выработке и систематизации объективных знаний о действительности.
Непосредственная цель науки — описание, объяснение и предсказание процессов и явлений действительности, составляющих предмет ее изучения на основе открываемых ею законов.
Концепция — определенный способ понимания, трактовка каких-либо явлений, основная точка зрения.
Парадигма (от греч. paradeigma — пример, образец) — строго научная теория, господствующая в течение определенного исторического периода в научном обществе. Это модель постановки проблем, методов их исследования и решения.
Мировоззрение — система обобщенных взглядов на объективный мир и место человека в нем, на отношение человека к окружающей действительности и самому себе.
Предмет естествознания:
? различные формы движения материи в природе;
? лестница последовательных уровней организации материи и их взаимосвязи;
? основные формы всякого бытия — пространство и время;
? закономерная связь явлений природы как общего, так и специфического характера.
Цели естествознания:
? находить сущность явлений природы, их законы и на этой основе предвидеть или создавать новые явления;
? раскрывать возможности использования на практике познанных законов природы.
Можно сказать, что у естествознания есть ближайшая, или непосредственная, цель — это познание законов природы, а значит, и истины, и конечная цель — содействие практическому использованию этих законов. Таким образом, цели естествознания совпадают с целями самой человеческой деятельности.
1.2. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
1.2.1 .Необходимость и случайность
История науки полна сообщений о случайных событиях: случайно были открыты гальванические элементы, радиоактивность, лучи Рентгена, радиоизлучение Галактики, пенициллин, фуксин, почти все химические элементы и многое другое. Более того: почти в каждом экспериментальном открытии есть элемент случайности.
Открытие есть обнаружение чего-то нового, неизвестного, необъяснимого, с точки зрения существующих научных представлений. Поэтому открытие и оказывается делом случая.
Но случайность и необходимость находятся в неразрывном единстве. В объективной действительности нет таких явлений, которые были бы только необходимыми или только случайными, которые были бы лишены случайных признаков или необходимой связи. Там, где есть необходимость, всегда есть и случайность и наоборот: случайность — это скрытая необходимость.
Необходимость вообще проявляется через массу случайностей, поэтому наличие случайностей того или иного рода в научных открытиях не может служить аргументом для отрицания закономерностей в развитии науки.
1.2.2. Причины, от которых зависит развитие науки
Развитие науки зависит от многих причин, среди которых можно выделить следующие:
? потребности материального производства;
? практические потребности общества;
? экономический строй;
? уровень развития культуры;
?
8
? формы общественного сознания;
? достигнутый уровень самой науки.
Значимость этих причин различна. Первичные знания возникали не из теоретических стремлений, а из непосредственных нужд и действий, как бы ощупью, без определенного плана. Поэтому их необходимо было привести в систему, установить связь и взаимосвязь явлений, простейшие закономерности.
Так возникли первые зачатки науки как особой отрасли умственной деятельности в рабовладельческих обществах древних Египта, Ассирии, Вавилонии, Греции, Рима.
Можно сказать, что наука зародилась в Древнем Риме в связи с потребностями общественной практики. В XVI— XVII вв. в ходе исторического развития наука превратилась в производительную силу и важнейший социальный статус, оказывающий влияние на все сферы общества. Объем научной деятельности с XVII в. удваивается примерно каждые 10—15 лет. Сюда входят рост открытий, число научных работников, объем научной информации.
1.2.3. Роль практики в развитии естествознания
Велика роль практики в развитии естествознания. Рассмотрим некоторые примеры, когда практические потребности привели к развитию той или иной области естествознания, а иногда даже вылились в целые научные направления.
1. Необходимость руководить земледелием, определять время начала земледельческих работ, потребности мореплавания, связанные с ориентацией ночью в длительных морских путешествиях требовали измерения времени, которое было связано с изучением видимого движения Солнца и других небесных светил. Это способствовало развитию астрономии.
2. Астрономия же может развиваться только используя знания математики, что выдвинуло вперед эту науку, причем прежде всего стали развиваться арифметика и элементарная геометрия. Строительство жилищ ставило перед геометрией практические задачи.
3. Человека и животных одолевали различные болезни, с которыми нужно было бороться. Это положило начало развитию медицины и ветеринарии.
4. В то же время успешное лечение болезней человека и животных было невозможно без знаний физиологии, анатомии, ботаники. Таким образом, медицина и ветеринария вызвали к жизни эти науки.
5. Для развития ремесел требовалась наука, которая исследовала бы свойства тел и формы проявления сил природы. Практические потребности, таким образом, стимулировали возникновение и развитие физики.
6. Техника производства часов требовала развития теории равномерного движения. Решение проблемы колебаний маятника было найдено X. Гюйгенсом и положило начало развитию теории колебаний.
7. Голландию можно считать страной, где зародилась такая наука, как гидростатика. В этой стране огромное количество озер и рек, поэтому гидротехнические сооружения имели здесь колоссальное значение. А сооружать порты, каналы, плотины невозможно было без знания законов и положений гидростатики.
8. Стремление получить совершенный тип парового двигателя привело к созданию паровой машины Уатта, а желание повысить коэффициент полезного действия (КПД) паровой машины послужило основой для развития термодинамики С. Карно.
9. Широкое распространение паровых машин оказало существенное влияние на открытие закона сохранения и превращения энергии.
10. Оптика тоже оказалась под сильным влиянием практических потребностей. С тех пор как Г.Галилей продемонстрировал значение зрительной трубы для мореплавания, эта область физики стала бурно развиваться. Были созданы бинокли. Желание заглянуть внутрь вещества способствовало появлению микроскопов, а стремление получше рассмотреть звезды — телескопов.
11. История науки убедительно доказывает, что как только обнаруживается практическая потребность того или иного открытия, сразу начинается интенсивное развитие соответствующей области науки. Так, например, исследование строения атома и атомного ядра шло сравнительно медленно до 1939 г. Итальянский физик Э. Ферми, впервые обнаруживший деление ядер урана, даже не заявил об открытии. Оно было сделано немецкими физиками О. Ганом и Ф. Штрассма-ном. Когда же обнаружилось, что можно использовать колоссальные запасы энергии, выделяющиеся при распаде атомных ядер для промышленных и военных целей, размах соответствующих исследований увеличился в десятки и сотни раз.
12. Огромная отрасль науки — кибернетика, основные принципы которой подробно изложены в ТЕМЕ 16 предлагаемого курса, — была создана не из чистой любознательности, хотя и вобрала в себя достижения логики. Во время второй мировой войны возникла необходимость наладить средства противовоздушной обороны (ПВО). Американцы поручили Н. Винеру и Дж. Биглоу изучить возможности автоматической регулировки стрельбы орудий ПВО. Решению этой проблемы и обязана своим появлением новая наука — кибернетика.
13. Роль практических потребностей велика в становлении химии. Металлургия и производство лекарств требовали бурного ее развития.
14. Изучение металлов стало вообще источником самых блестящих открытий. Решение проблем горения способствовало созданию целой новой отрасли знания — математической теории и физики горения и взрыва.
15. Развитие хлопчатобумажной промышленности связано с возникновением новых отраслей химической промышленности — производства серной кислоты, соды и хлора, которые были необходимы для обработки хлопка (серная кислота — для соды, а сода — для мыла, без которого невозможна промывка окрашенных тканей).
16. Создание взрывчатых веществ потребовало производ
ства азотной кислоты из чилийской селитры и сер
ной кислоты, следовательно, стали развиваться и эти
новые отрасли химической промышленности.
Однако не во всех науках, разумеется, можно обнару
жить столь очевидную зависимость от практических по
требностей.
Люди связаны определенными общественными условиями. Уровень социального развития общества ограничивает возможности ученого. Каждый исследователь — дитя своего времени, поэтому научные открытия совершались людьми, чьи мысли направлялись потребностями века.
Например, телефон не был создан раньше XIX в., так как в этом не было необходимости. Рыночные отношения, интенсивно развивающиеся в этом веке, требовали быстрой и качественной информации по телефонным каналам между абонентами, удаленными друг от друга практически на любое расстояние. В 1876 г. А.Г. Белл (США) изобрел телефонный аппарат, а первая телефонная станция была создана в 1878 г. в Нью-Хейвене. Таким образом, телефон был крайне необходим и не мог не появиться именно в это время.
Сегодня же одной телефонной связи недостаточно. Появление факсов, радиотелефонов, электронной почты, сотовой связи, сети «Интернет» также связано с потребностями получения быстрой и качественной информации. И этот процесс нельзя остановить: завтра могут появиться совершенно новые средства связи, обусловленные практическими потребностями.
1.2.4. Относительная самостоятельность в развитии науки
Относительная самостоятельность развития естествознания — не вьщумка философов, а закономерность его развития. Она находит свое выражение в стремлении к систематизации накопленного знания, упорядочению этих знаний. Практическое решение возникающих задач может быть осуществлено лишь по мере достижения определенных ступеней самого процесса познания природы.
Относительная самостоятельность развития естествознания проявляется в том, что сам процесс познания совершается от явлений — к сущности и от менее глубокой сущности — к более глубокой.
В науке одни научные идеи вытекают из других. Так, например, раз физики начали «ковыряться» в атомном ядре, это непременно привело бы к созданию атомной бомбы, что и наблюдалось в действительности.
Все физические теории в оптике связаны с развитием учения о природе света, которое прошло сложный и далеко не гладкий путь.
1. Первые теории о природе света были предложены И. Ньютоном (1672—1676 гг.) — свет как поток корпускул (частиц) — корпускулярная теория света, — и X. Гюйгенсом (1678 г.) — волновая теория света. Обе теории опирались на одни и те же факты, и каждая по своему, но одинаково хорошо объясняла их.
2. Изучение света привело к открытию явлений дифракции и интерференции света О. Френелем и Ара-го (1815—1818 гг.), которые склонили чашу весов в сторону волновой теории, так как хорошо объяснялись именно с этой точки зрения.
3. Исследования явления поляризации света и доказательство поперечности световых волн О. Френелем (1815—1821 гг.) также опирались на эту теорию. Впоследствии эти явления нашли широкое применение в науке и технике.
4. Однако открытие в 1887 г. Г. Герцем явления фотоэффекта и исследование его А. Г. Столетовым в 1888 г. показало, что первый закон фотоэффекта не может быть объяснен с волновой точки зрения.
5. В 1865 г. Дж. Максвелл установил электромагнитную природу света, в 1905 г. А. Эйнштейн создал квантовую теорию света. Обнаружение примерно в это же время Л. де Бройлем волновых свойств у элементарных частиц (дифракции электрона) позволило установить, что свет обладает двойственной природой, т.е. ему присущи и волновые и квантовые свойства, что получило название корпускулярно-волнового дуализма (см. ТЕМУ 3.8).
Таким образом, относительно независимые исследо вания привели к более глубокой сущности, но это был установлено не из потребностей производства, хотя в даль нейшем получило колоссальное применение, например, использование солнечных батарей в космосе основано на явлении фотоэффекта и т.п.
1.2.5. Преемственность в развитии идей и принципов естествознания
Помимо относительной самостоятельности развития науки существует проблема преемственности научных знаний. Наука — продукт деятельности многих поколений людей, она отражает преемственность в развитии материальной культуры. При этом содержание прежних знаний о природе получает дальнейшее развитие и обобщение.
Так, например, одно из основных положений моле-кулярно-кинетической теории во времена М. Ломоносова гласило: «Все вещества состоят из молекул и атомов». В дальнейшем ученые установили, что молекулы и атомы, в свою очередь, состоят из более мелких элементарных частиц и этот процесс деления все больше углубляется. То есть открытые в конце XIX — начале XX в. такие составные части атома, как электрон, протон, нейтрон, многими физиками рассматривались как абсолютно простые бесструктурные точечные образования, но дальнейшее развитие физики показало чрезвычайную сложность элементарных частиц.
Другой пример. В связи с новыми открытиями в области биологии, раскрытием молекулярных механизмов наследственности и изменчивости, объяснением роли нуклеиновых кислот потребовалось не только дополнение научного аппарата, но и уточнение некоторых теоретических положений о жизнедеятельности. Так было дополнено положение Ф. Энгельса о том, что жизнь есть способ существования не только белковых тел, но и нуклеиновых кислот.
Зададимся вопросом, что же и как использует наука из предыдущего опыта? Это:
? добытые факты;
? методы исследований;
? гипотезы, теории, понятия.
Наука развивает их дальше. Каждая наука опирается на законы (например, в основе динамики лежат три закона Ньютона); есть законы сохранения энергии, массы и т. д. (подробно этот материал рассмотрен в ТЕМЕ 10 настоящего курса). Эти законы неизбежно переносятся из одной системы в другую. А в новых системах появляются новые законы. Так, например, в микромире появляются законы сохранения спина, барионного, т. е. ядерного заряда, странности и т. п. (см. ТЕМУ 10.2.1.5).
Преемственность в развитии идей и принципов естествознания, теорий и понятий, методов и приемов исследования отражает неразрывность всего познания природы. Непонимание этого влечет за собой нигилистическое отношение к естествознанию предшествующих эпох, к утрате способности находить исторические корни современных воззрений.
При соблюдении принципов преемственности содержание прежних знаний о природе получает дальнейшее развитие и обобщение, преодолеваются прежние универсализация, абсолютизация законов и принципов, носящих в действительности лишь ограниченный характер.
1.2.6. Критика и борьба мнений в науке
Новые идеи, принципы, гипотезы, теории, законы не сразу утверждаются в науке и получают признание (вспомним, например, волновую и квантовую природу света И. Ньютона и X. Гюйгенса). Ученый не сразу находит искомое, идет не прямым путем, а преодолевает ряд заблуждений, ошибок, неправильных взглядов и, наконец, приходит к истине. Эти ошибки и заблуждения в процессе познания не только возможны, но и неизбежны. Никогда не ошибается только очень осторожный ученый, но зато он никогда и не открывает ничего нового.
Развитие техники и возникновение новых средств и методов исследования приводят к открытиям ранее неизвестных в науке явлений, фактов, не укладывающихся в рамки старых представлений. Поэтому необходимым условием развития естествознания является свобода критики, беспрепятственное обсуждение любых спорных вопросов, неясностей, открытое столкновение мнений с целью выяснения истины путем свободных дискуссий, что и способствует творческому решению возникающих проблем. Вот почему огромное значение имеют всякого ранга конференции, школы-семинары, где ученые обмениваются мнениями и сообщают о последних достижениях в той или иной отрасли знаний.
1.2.7. Интернациональный характер развития науки
Наука интернациональна по своим задачам и сущности, по тем задачам, которые перед ней стоят, и конечным целям. Она необходима для формирования мировоззрения.
Конечные цели науки:
? познавать мир;
? облегчать труд;
? улучшать условия жизни людей.
Естественно, что это не может касаться только одной страны. Это относится ко всем нациям в целом.
Свое мировоззрение, т.е. определенное представление о мире, человек формирует в своем сознании на основании знаний о мире, накопленных человечеством за всю историю своего существования, а также на основании личного опыта. Мировоззрение человека находится в постоянном развитии, оно может существенно меняться под влиянием открытий в области естественных и гуманитарных наук. Гуманистическое общество не предъявляет жестких требований к мировоззрению человека, считая это его личным делом. Во всем этом и проявляется интернациональный характер развития науки.
1.2.8. Взаимодействие естественных наук
Одной из закономерностей развития естествознания является взаимодействие естественных наук, взаимосвязь всех отраслей естествознания. Наука, таким образом, единое целое.
Главными путями взаимодействия являются следующие:
? изучение одного предмета одновременно несколькими науками (например, изучение человека);
? использование одной наукой знаний, полученных другими науками, например, достижения физики тесно связаны с развитием астрономии, химии, минералогии, математики и используют знания, полученные этими науками;
? использование методов одной науки для изучения объектов и процессов другой. Чисто физический метод — метод «меченых атомов» широко применяется в биологии, ботанике, медицине и т. д. Электронный микроскоп используется не только в физике: он необходим и для изучения вирусов. Явление парамагнитного резонанса находит применение во многих отраслях науки. Во многих живых объектах природой заложены чисто физические инструментарии, например, гремучая змея имеет орган, способный воспринимать инфракрасное излучение и улавливать изменения температуры на тысячную долю градуса; у летучей мыши есть ультразвуковой локатор, позволяющий ей ориентироваться в пространстве и не натыкаться на стены пещер, где она обычно обитает; мыши, птицы и многие животные улавливают инфразвуковые волны, распространяющиеся перед землетрясением, что побуждает их покидать опасный участок; буревестник же, наоборот, воспринимая волны низкой, инфразвуковой частоты, «гордо реет» над простором моря и т.д.;
? взаимодействие через технику и производство, осуществляемое там, где используются данные нескольких наук, например, в приборостроении, кораблестроении, космосе, автоматизации, военной промышленности и т.д.;
? взаимодействие через изучение общих свойств различных видов материи, ярким примером чему служит кибернетика — наука об управлении в сложных динамических системах любой природы (технических, биологических, экономических, социальных, административных и т. п.), использующих обратную связь. Процесс управления в них осуществляется в соответствии с поставленной задачей и происходит до тех пор, пока цель управления не окажется достигнутой (подробно этот материал изложен в ТЕМЕ 16).
1.2.9. Дифференциация и интеграция наук
В процессе развития человеческого познания наука все больше дифференцируется на отдельные отрасли, изучающие частные вопросы многогранной действительности. С другой стороны, наука вырабатывает единую картину мира, отражающую общие закономерности его развития, что приводит к более широкому синтезу наук, т.е. ко все более углубленному познанию природы.
Единство мира лежит в основе единства наук, к которому в конечном счете направлено развитие знания на каждом отдельном витке человеческого познания. Путь к единству наук лежит через интеграцию ее отдельных отраслей, что предполагает интеграцию различных теорий и методов исследования.
Таким образом, в процессе развития современных наук процессы дифференциации переплетаются с процессами интеграции наук: физика подразделяется на механику, а та, в свою очередь, на кинематику, динамику и статику; молекулярную, атомную, ядерную физику, термодинамику, электричество, магнетизм, оптику и т.д.; медицинские институты готовят врачей самых разных специальностей: терапевтов, хирургов, психиатров, кардиологов, окулистов, урологов и т.д. — спектр специализаций очень широк, но любой выпускник медицинского института — врач.
Дифференциация научного знания на отдельные области побуждает выявлять необходимые связи между ними. Возникает много пограничных наук, например, на границе между физикой и химией возникли новые отрасли науки: физхимия и химфизика (в Москве при Российской академии наук (РАН) есть институты физической химии и химической физики); на границе между биологией и химией — биохимия; биологией и физикой — биофизика. Отдельные области биологии и физиологии перекрещиваются с физиологией высшей нервной деятельности. А. Эйнштейн в свое время объединил в теории относительности положения неэвклидовой геометрии и механики. На границе между психологией и языкознанием была создана теория коммуникации, взявшая за основу теорию информации. Пересечение логики с математикой способствовало созданию математической логики; на основе языкознания и логики появилась новая наука — семиотика и т.д. Вышеперечисленное характеризует все более высокую степень синтеза между науками.
Эта тенденция в развитии научного знания трансформируется в постановку комплексных проблем, повсеместное распространение комплексных исследований, поиск путей синтеза методов познания окружающего мира. Но так как сами методы в качестве своих предельных теоретических оснований имеют принципы познания, задача сводится к выявлению объективной основы — интеграции принципов, которая с неизбежностью ведет к новым формам их синтеза. В силу единства науки интеграция принципов в одной из ее областей обязательно связана с интеграцией в другой.
Обобщая вышесказанное, можно констатировать тот факт, что дифференциация и интеграция естествознания — процесс незавершенный, открытый. Естествознание не является замкнутой системой, и вопрос о сущности естествознания с каждым новым открытием становится яснее.
1.2.10. Социальные функции естествознания
Рассматривая закономерности развития естествознания, нельзя обойти вопрос о социальной функции естествознания. Однако этот вопрос настолько глубок и обширен, что вынесен в отдельную лекцию и подробно рассмотрен в ТЕМЕ 19. Поэтому охарактеризуем пока кратко суть проблемы.
Опасные последствия использования достижений современного естествознания вынуждают многих исследователей задуматься над вопросами о социальной функции естествознания, роли ученого и научного познания в современном мире.
Все отчетливее становится понимание того непреложного факта, что если не будут в геометрической прогрессии возрастать социальная ответственность ученых, роль нравственного, этического начала в науке, то человечество, да и сама наука, не смогут развиваться даже в прогрессии арифметической.
Наука не развивается в социальном вакууме, она является особым социальным инструментом, предназначение которого — обслуживание человека, его потребностей. Это особенно относится к современной биологии, которая активно служит удовлетворению человеческих потребностей через комплекс сельскохозяйственных и медицинских дисциплин. Человек все в большей степени становится объектом исследования, открываются новые возможности управления процессами его жизнедеятельности.
Быстрое развитие генетики человека и все более широкое использование ее результатов в системе здравоохранения, а также прогресс исследований в области общей и особенно молекулярной генетики вызывают острые дискуссии относительно возможностей применения новых методов и путей воздействия на биологические основы жизни, развитие и здоровье отдельного человека и всего человечества (см. ТЕМУ 19.1, 19.2).
Во всем мире тратятся миллионы долларов на исследования генетики. В недалеком будущем такие болезни, как СПИД или рак, будут лечить с помощью генов. Можно будет продлить человеку жизнь и сделать его значительно здоровее, обеспечить с помощью клонирования человека донорскими органами. Но здесь, как у любой медали, — две стороны: вследствие лечения будет происходить накопление в генофонде нации плохого материала, так как чем активнее будут лечит человека, тем хуже будет генофонд.
Каждый ученый, работающий в области генетики, должен сегодня занять четкую позицию, ибо упование на более мудрые будущие поколения служит тем, кто призывает к антигуманному использованию возможностей генетики, пусть даже в современных условиях еще фактически не реализуемых. Говоря о будущем генетики, оценке ее общественной и идеологической значимости, необходимо помнить, что принципы и нормы любой морали отражают реальные потребности реальных людей.
Вопрос о том, какие цели следует ставить, осуществляя определенные меры с помощью общей генетики человека, какие интересы людей должны быть удовлетворены, благодаря этим мерам, будет возникать всегда, так как от его решения зависит направление и обоснованность соответствующих исследований конкретных генетических мер.
Одним из реальных направлений генетики человека является возможность заранее предугадать пол ребенка, но американские социологи подсчитали, что это может повлечь за собой одностороннее предпочтение мужского пола, что приведет, по самым осторожным оценкам, к избытку новорожденных мальчиков в 7% дополнительно к естественному их избытку в 2,5%.
К очень перспективным направлениям относится так называемая генная инженерия (см. ТЕМУ 19.4), предметом исследований которой является как организм в целом, так и его молекулярный уровень: хромосомный, клеточный, а также уровень тканей, организмов и популяций. Американский публицист и футуролог О. Тоффлер, обобщая прогнозы некоторых ученых, пишет: «Мы сможем выращивать детей со зрением или слухом гораздо выше нормы, с необычайной способностью к различению запахов, с повышенной мускульной системой и музыкальными талантами. Мы сможем создавать сексуальных суператлетов, девушек с макси-бюстом...» Конечно, недооценивать грядущие успехи генной инженерии нельзя, но хочется надеяться, что человечество отойдет от животноводческого подхода и не даст превратить себя в подопытное стадо. Использование достижений биологии, в частности возможности воздействовать на генетическую структуру организма, не должно иметь серьезных негативных последствий.
Новые возможности открываются также при исследовании мозга человека. Ученые обнаружили, что если стимулировать у человека определенную структуру мозга, то возможности памяти и интеллекта возрастают в два раза. Эти работы сразу же сделали секретными, так как это можно использовать только для лечения, а не для того, чтобы человек стал умнее (см. ТЕМУ 20.4.5), ведь за все в жизни надо платить и не известно еще, чем заплатит человечество за эти знания.
В целом же можно отметить, что наука развивается в гармонии с гуманистическими идеалами и целями социального прогресса. Однако развитие науки неоднозначно по своим последствиям для человека. Любые научные открытия, теории и идеи можно использовать и употреблять во вред человечеству (например, смертоносное термоядерное и бактериологическое оружие). Имеются реальные опасности негативных изменений психики и генетики, вообще здоровья человека. Острота этой проблемы объясняется не только опасностью все увеличивающегося воздействия на человека канцерогенных факторов, ионизирующих излучений, химических мутантов, вредящих здоровью человека. Увеличиваются также масштабы экспериментирования на человеке. Возникает все более реальная опасность манипулирования его генотипом.
Высокая сущность науки как орудия познания природы состоит не только в удовлетворении, но и в определении наших духовных потребностей. Этические принципы науки не должны поэтому рассматриваться отдельно от социальных факторов, отрываться от общих этических и гуманистических ценностей человечества.
Социально-этическое и гуманистическое регулирование науки, к которому наука и общество в целом приходят как к жизненной необходимости, может и должно стать новой, гуманистической основой современного этапа развития науки.
Социальная ответственность ученого и свобода научного поиска не исключают друг друга. Предложения и действия в области генной инженерии должны находиться под действенным контролем общества. Это необходимо для защиты наследственных основ человечества, являющихся уникальным продуктом развития материи.
1.3. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
На всех этапах развития человеческого познания наблюдается сложная взаимосвязь результатов философских и биологических исследований. Между философией и естествознанием всегда существовала тесная взаимосвязь, которая восходит своими истоками к глубокой древности — античному периоду становления науки.
, Первичное знание о мире, накопленное в течение многих столетий первобытно-родового общества, еще не включало в себя ни философии, ни естествознания, а являлось совокупностью эмпирических (от греч. empeiria — опыт) сведений, верований, мифов, устно передававшихся от поколения к поколению. С изобретением письменности и развитием материального производства темпы накопления знаний растут, и это приводит к возникновению науки, содержащей систему сведений и знаний о мире, а затем — к дифференциации наук.
Уже в Древней Греции в V—III вв. до н. э. наряду с философскими концепциями мироздания стали формироваться такие науки, как астрономия, математика (арифметика и геометрия в первую очередь), география, медицина, история.
Накапливались дифференцированные знания о практических сферах деятельности людей, таких как ведение сельского хозяйства, строительство, изготовление предметов быта, искусство военных операций и т.д. Вместе с тем изучались вопросы бытия и познания:
? какова сущность мира?
? в чем смысл жизни?
? познаваем ли мир и каковы законы и методы этого познания?
1.3.1. Натурфилософия как первая историческая форма знания
Первая историческая форма философского знания — натурфилософия, или философия природы, — сыграла значительную роль в становлении биологической науки. Благодаря материалистическому взгляду на природу, позволившему обобщить результаты человеческой практики, натурфилософия представляла собой целостное учение об окружающем мире, едином в своей сущности.
Древние философы (китайские, индийские, греческие) рассматривали в качестве материи какое-нибудь чувственно-конкретное вещество, которое они считали первоосновой всего сущего в мире. Сутью такого подхода явился поиск основы (субстанции) мира.
Субстрат — общая материальная основа всех процессов и явлений.
1.3.1.1. Естествознание VII-VI вв. до н. э.
Первые материалистические учения древности связаны с именами Фалеса, Анаксимандра, Анаксимена.
Древнегреческий философ Фалес из Милета, живший в 640—564 до н. э., считал, что первоначалом всех вещей является вода и все произошедшее от нее наделено свойствами жизни, одушевлено. Мир, по его представлениям, возник из воды. Даже Земля, по его мнению, плавала в воде, подобно куску дерева. Принятие такого взгляда позволяет объяснить значение воды для жизни.
Фалес Милетский — философ, физик, математик, астроном — явился первым человеком в истории, который исследовал электрические явления, был автором нескольких геометрических теорем и в особенности их доказательств. Считается, что он был купцом, поддерживавшим оживленные связи между Грецией, ее колониями и Востоком, который много путешествовал, видимо, посетил Египет, где познакомился со знаниями египтян в таких науках, как математика и астрономия. Этот ученый данной эпохи предвидел солнечное затмение 585 до н. э., измерил высоту пирамиды, а также расстояния к недоступным предметам. Фалесу принадлежат первые сведения о том, что янтарь (по-греч. — «электрон») после трения приобретает свойства притягивать легкие тела, а также, что магнит может притягивать железо. Таким образом, круг вопросов, интересовавших его, был очень широк.
Анаксимандр — ученик Фалеса (640—547 до н. э.), древнегреческий философ, представитель милетской школы, автор первого философского сочинения на греческом языке «О природе». Первовещество он представлял себе более абстрактным, более неопределенным, бесконечным началом, или «апейроном», породившим и воздух и воду, в которой возникла жизнь. Им была высказана идея о происхождении человека «от животных другого вида» — рыб.
Представитель той же милетской школы, Анаксимен основой мироздания, или первоначалом всего, считал воздух, который явился, по его представлениям, источником не только жизни, но и психических явлений. Все вещи, по его мнению, происходили из воздуха за счет его сгущения и разряжения: воздушные испарения, поднимаясь вверх и разряжаясь, превращаются в огненные небесные светила и, наоборот, твердые вещества — земля, камни и т.п. — есть не что иное, как сгустившийся и застывший воздух. Воздух находится в непрерывном движении, которое мы воспринимаем в виде ветра, облаков, пламени. Значит, по Анаксимену, все вещи есть модификация воздуха, а воздух тогда — всеобщий субстрат вещей.
В рационалистическом отношении к внешнему миру первых греческих философов развивалось научное осмысление природы, общества, самой человеческой личности. В истории античной общественной мысли эта эпоха была отмечена решительным поворотом от преобладавшего ранее религиозно-мифологического восприятия к новому, научному его истолкованию.
1.3.1.2. Учение Гераклита об огне в виде первовещества
Идею о первовеществе глубоко развил Гераклит, считая, что таковым является не вода, воздух или апейрон, а огонь, ибо природа находится в вечном изменении, а из всех веществ наиболее изменчив именно огонь.
Гераклит (540—480 до н. э.) учил, что «мир, единый из всего, не создан никем из богов и никем из людей, а был, есть и будет вечно живым огнем, закономерно воспламеняющимся и закономерно угасающим». Огонь, по Гераклиту, — это первовещество и первосила. Благодаря изменениям огня материя превращается в воду и землю, тем самым единое становится многим и всем. Этот процесс умирания огня Гераклит называет «путем вниз». Но «путь вверх и вниз один и тот же: одновременно из воды возникает огненный смерч, все становится единым, все вещи превращаются в огонь, он воспламеняется, рождается». Выбор в качестве первостихии огня у Гераклита мог быть предопределен распространенными народными представлениями о всесокрушающей силе огненной стихии. Свою роль здесь, как и далее в учении Гераклита о борьбе противоположностей, могли сыграть также идеи древневосточной, а именно — персидской религиозной философии, воплощением которой является солнечный бог Митра, обеспечивающий победу силам света в их борьбе с силами тьмы. Обоснованный выбор огня в качестве вечносущей, всепроникающей и наделенной способностью к развитию основы мира, по существу, является материальной первостихией, но в то же время соответствует духу ранней греческой философии, не лишенной некоторого мистического свойства.
Точное знание обогатилось тремя великими идеями Гераклита:
? идеей вечного движения;
? идеей единства Вселенной;
? идеей закономерности явлений.
Для биологии они впоследствии означали признание изменения живой природы, единство живых форм, закономерностей и явлений материального мира.
Мир существует в представлении Гераклита от века, но его существование связано с круговоротом материи: «Смерть земли — рождение воды, смерть воды — рождение воздуха, смерть воздуха — рождение огня и наоборот». Главным элементом, однако, всегда остается огонь, а далее огненное вещество в мире — товарная сущность. «Все обменивается на огонь и огонь — на все, подобно тому, как золото — на товары, а товары — на золото».
Великолепно сопоставление Гераклитом жизненного процесса с водным потоком:
«На входящих в ту же самую реку набегают все новые и новые волны»;
«В ту же реку мы вступаем и не вступаем, существуем и не существуем»;
«Нельзя в ту же реку войти дважды»;
«Рассеивается и вновь собирается, приходит и уходит»;
«Холодное нагревается, горячее охлаждается, влажное сохнет, сухое увлажняется» и т.д.
Изменение, по Гераклиту, является результатом борьбы противоположных начал. Жизнь и смерть — тоже непрерывно борющиеся противоположности. «Враждующее соединяется, из расходящихся — прекрасная гармония, и все происходит через борьбу... Бессмертные смертны, смертные бессмертны, смертью друг друга они живут, жизнью друг друга они умирают...». «Одно и то же живое и умершее, проснувшееся и сияющее, молодое и старое, ибо первое исчезает во втором, а второе — в первом». «Следует знать, — говорит Гераклит, — что борьба всеобща, что справедливость — в распре и что все рождается через распрю и по необходимости».
Борьба противоположностей, таким образом, составляет суть жизненного процесса, является стержнем существования, она оказывается той гармонией, на которой держится целое: «Противоречивость сближает, разнообразие порождает прекраснейшую гармонию, и все через распрю создается».
Венчает всю эту диалектическую конструкцию закономерное в этой связи утверждение об относительности всего сущего: «Прекраснейшая из обезьян безобразна, если ее сравнивать с родом человеческим». Но и человеку гордиться особо нечем: «Мудрейший из людей — обезьяна перед Богом как по мудрости, так и по виду и во всем другом».
Важнейшей частью учения Гераклита является учение о логосе, душе, Боге. Жизнь мира подчинена известной закономерности, которую он именует логосом (по-греч. «слово», «речь», а также «смысл», «разум»). Эта закономерность существует от века, раньше даже возникновения Земли. Она пронизывает весь космос, включая населяющих этот мир людей.
Душа мыслится у Гераклита как важнейшее одухотворяющее начало в человеке: «Душе смерть — воде рождение, воде смерть — земле рождение, из земли ведь вода рождается, а из воды — душа». Главное в учении Гераклита о душе состоит в установлении связи между душой человека и общим логосом, душа у него сопричастна последнему и этим объясняются неисчерпаемые потенциальные возможности человеческого разума. «Идя к пределам души, их не найдешь, даже если пройдешь весь путь: таким глубоким она обладает логосом. Душе присущ самообогащающийся логос». «Истинная мудрость, — указывает Гераклит, — состоит в постижении логоса, т.е. общей закономерности, направляющей жизнь космоса: ведь существует единственная мудрость: познать замысел, устроивший все через все». «Высшая мудрость заключается в постижении общего, в умении абстрагировать, а это, — как подчеркивает Гераклит, — сплошь и рядом не под силу даже философу». «Разумение — величайшая добродетель, а мудрость в том, чтобы говорить правду и действовать в согласии с природой, ей внимая».
Таким образом:
1. Гераклит первым протянул нити от жизни природы к жизни духа.
2. Гераклит развил цельный взгляд на природу мира и пронизывающую его закономерность.
1.3.1.3. Естествознание V в. до н. э. Учения философов Эмпедокла и Анаксагора
Конечно, трудно было представить, что в основе разнообразия вещей и процессов находится что-то одно. Поэтому впоследствии философы стали рассматривать в качестве первоосновы мира (материи) несколько веществ сразу.
Материалистические традиции философов VI в. до н. э. нашли свое продолжение в философских воззрениях V в. до н. э. Здесь необходимо выделить учение Эмпедокла о любви и вражде как основе существования всех веществ. Эмпедокл из Агригента (490—430 до н. э.) основу существования всех веществ видел в соединении и разложении четырех корней: огня, воздуха (эфира), воды и земли, которые осуществляются благодаря действию двух противоположных сил: любви и вражды. Первая стихия соединяет, а вторая — разъединяет. Их гармония приводит к устойчивому равновесию мира — Сферосу.
Эти четыре элемента: вода, земля, огонь и воздух являются корнями всех вещей, корни вечны, неизменны, не могут ни возникать из чего-то другого, ни переходить друг в друга. Все вещи получаются в результате соединения этих элементов в определенных пропорциях.
Эмпедокл высказал догадку об эволюции живых существ в результате естественного отбора. По мнению Эмпедокла, сначала возникают отдельные органы животных, затем они случайно соединяются между собой, в результате чего выживают те из животных, части которых оказались наиболее подходящими друг другу. Поэтому его можно считать отдаленным предшественником Ч. Дарвина, так как он пытался объяснить происхождение различных целесообразных форм живой природы путем борьбы и выживания наиболее приспособленных из них.
Анаксагор — первый крупный представитель философской мысли V в. до н. э. Анаксагор из Клазомен (в Малой Азии) (500—428 до н. э.) — известный государственный деятель древних Афин в период их расцвета. Движущей силой, обуславливающей соединение и разделение элементарных частиц, он считал ум, который представлял как тончайшее вещество. Он создал учение о частицах, которое впоследствии послужило основой возникновения атомистического материализма. Этот мыслитель древности считал, что человеческое тело, пища — все состоит из «семян», делимых до бесконечности частиц. В каждой вещи есть частица другой, в белом заключено черное, в черном — белое, в тяжелом — легкое и т.д. «Жизнь мира, — подчеркивал Анаксагор, — есть процесс». Он сделал первый шаг к признанию структурности, организованности мира. Укрепляясь по мере развития знаний о мире, оно наиболее прочное обоснование получило в атомистических представлениях древних философов.
1.3.1.4. Естествознание IV в. до н.э.
Идеи атомистического материализма
в учениях Левкиппа и Демокрита
Основные идеи атомистического материализма воплотились в изучении свойств живой природы древнегреческим ученым Левкиппом и его учеником Демокритом (IV в. до н. э.). Левкипп считается одним из создателей античной атомистики и известен в истории как учитель Демокрита. Демокрит был первым энциклопедическим умом среди греков. Его смелый взгляд на сущность природы предвосхитил на многие столетия развитие науки. Демокрит исходил из того, что в основе мироздания лежат атомы, которые неделимы, подвижны, отличаются по форме и положению в пространстве, что и определяет свойства вещей.
По Демокриту, существует два первоначала вещей: атомы и пустота, а бытие складывается из движущихся в пространстве атомов и пустоты. Атомы геометричны, например, душа состоит из круглых атомов. Они не подвергаются никакому воздействию извне, не способны ни к какому изменению, вечны и неуничтожимы. Они обладают определенными размерами, массой, могут сталкиваться, ударяясь друг о друга. Глазу атомы не видны. «Жизнь, — с точки зрения Демокрита, — это соединение атомов, смерть — их разложение». Душа тоже смертна, ибо ее атомы могут разлагаться. Из вихревого движения атомов происходит бесконечное множество «рождающихся и умирающих» миров, которые не сотворены богами, а возникают и уничтожаются естественным путем, по закону необходимости.
Свою теорию познания Демокрит основывал на предположении о том, что из тел истекают, отделяются легкие «оболочки» вещей, которые воздействуют на органы чувств. Знание посредством разума доходит до обнаружения атомов и пустоты. Продолжателями материализма Демокрита стали греческий философ Эпикур, а позднее — римский философ Лукреций.
1.3.1.5. Выделение медицины из натурфилософии и учение Гиппократа
В ходе развития научного знания общие представления о сущности жизни постепенно конкретизировались, в результате чего связь философии и специальных наук становилась более опосредованной. В V— IV в. до н. э. начинается выделение из натурфилософии медицины. Выдающийся врач античного мира Гиппократ (460—370 до н. э.) и его последователи призывали приступить к изучению конкретных явлений, поставляемых медицинской практикой, и отказаться от умозрительных заключений. Они накопили сведения о строении и функциях отдельных органов, внутренних и хирургических болезнях, способах их лечения, причинах болезней через призму представлений об основных силах природы.
Древнегреческий врач, реформатор античной медицины, Гиппократ, оставил труды, ставшие впоследствии основой дальнейшего развития клинической медицины, в которых отражены представления о целостности организма, индивидуальном подходе к больному и его лечению. С именем Гиппократа связано положение о высоком моральном облике и образе эстетического поведения врача. Сжатая формулировка моральных норм поведения врача изложена в тексте, называемом «клятвой Гиппократа», которую должны давать выпускники медицинских училищ и институтов.
1.3.1.6. Естествознание IV-III вв. до н. э. Учения Платона, Аристотеля, Теофраста
В IV—III вв. до н. э. формируются идеалистические представления. Выдающийся древнегреческий ученый Платон (428—348 до н. э.) создал учение о том, что все компоненты Вселенной упорядочил Бог. Он рассматривал материю как проекцию мира идей. Для того чтобы материя, по Платону, превратилась в реальность, в ней должна воплотиться какая-нибудь идея. Мир идей Платон считал первичным, а мир чувственных вещей — вторичным и производным. Вещи для Платона — лишь тени мира идей, т.е. предметы природы, например, дерево, лошадь, вода являются порождением потусторонней идеи дерева, идеи «лошадности» и т.п. Он утверждал, что чувства не могут быть источником истинного знания, поскольку они не выходят за пределы предметного мира. Источником истинного знания являются воспоминания бессмертной души человека о мире идей, созерцаемом ею до вселения в смертное тело.
Живой организм у Платона также создается из четырех компонентов: огня, воды, воздуха и земли, которые в нормальном организме характеризуются общими пропорциями, взаимосвязями. Платон создал также учение о насильственной и естественной смерти, которые затем, спустя более 20 веков развил И.И. Мечников. Сочинения Платона являются высокохудожественными диалогами. Важнейшие из них, касающиеся естествознания: «Федр» — учение об идеях; «Теэтет» — теория познания; «Тимей» — натурфилософия.
С именем Платона связан платонизм — направление в древнегреческой философии IV в. до н. э. В широком смысле платонизм — идеалистические течения в философии, находящиеся под влиянием Платона и в первую очередь, — его учения об идеях. Прямое или косвенное воздействие платонизма испытала вся европейская идеалистическая философия.
У последователя и ученика Платона Аристотеля (384—322 до н. э.) материя тоже существует как возможность реального мира, которая превращается в действительность только в результате его соединения с формой. Формы же в конечном итоге берут свое начало от Бога. Возможность реализации формы происходит благодаря движению и изменению, ведущим к определенной цели.
Аристотель родился в греческой колонии Стагира во Фракии в семье придворного врача Македонии. В возрасте 17 лет он отправился в Афины, в то время центр культуры и науки, где в Академии Платона в течение 20 лет, вплоть до смерти своего учителя, приобретал философские знания. В 343 до н. э. по приглашению царя Македонии Филиппа прибыл в столицу этой страны, чтобы учить и воспитывать его сына Александра, впоследствии одного из самых знаменитых полководцев древности — Александра Македонского.
С ранних лет Аристотеля интересовали явления природы. Кроме того, он увлекался почти всеми областями знаний своего времени и оставил много трудов по логике, психологии, истории, политике, этике, эстетике, зоологии, физике, географии, астрономии, ботанике, т.е. охватывал своим гениальным умом весь доступный круг знаний древнего мира в области естественных и гуманитарных наук.
Аристотель дал трактовку строения, развития и свойств организмов, поэтому по праву считается основателем биологической науки. Как уже отмечалось, каждая вещь, по Аристотелю, состоит из двух начал: материи и формы. Форма материализуется, материя формируется. Форма всех форм — мысль, разум, который «мыслит сам по себе», — это Бог, играющий роль двигателя мира, который един и вечен. Однако идеалистические воззрения сочетались у него с развитием точного знания. Он заложил основы зоологии, систематики животных, общей морфологии и сравнительной анатомии, а также развил идею Платона о связи строения и функций животных с их образом жизни.
Аристотелю принадлежит формулировка закона корреляции: «Природа не может одновременно направлять один и тот же материал в разные места. Расщедрившись в одном направлении, она экономит на других... Изменения в одном органе вызывают перемены в другом». У Аристотеля рассуждения о корреляции органов связаны с представлениями о целостности природы организмов.
Ученик и друг Аристотеля Теофраст (372—287 до н. э.) впервые систематизировал философские воззрения древнегреческих ученых от Фалеса до Платона, изложив их в 18 томах. Он создал ряд фундаментальных трудов, посвященных изучению жизни растений (к сожалению, все труды Аристотеля по ботанике не сохранились), и по праву является одним из первых ботаников древности. Теофраст — автор свыше 200 трудов по естествознанию (физике, минералогии, физиологии и др.), философии и психологии. Он создал классификацию растений, систематизировал накопленные наблюдения по морфологии, географии и медицинскому использованию растений. В отличие от Аристотеля, видевшего в природе целесообразность, Теофраст обнаружил в ней и бесполезные, вредные части организации, например, рудиментарные органы у животных. Он высказал также соображение, что большинство растений размножается посредством семян.
1.3.1.7. Философия Эпикура и Лукреция как завершение материалистических воззрений Древней Греции
Высшим этапом атомистического материализма была философия Эпикура (341—270 до н. э.), явившаяся завершением материалистических воззрений Древней Греции. В 306 до н. э. в Афинах он обосновал философскую школу. Философию Эпикур делил на физику (учение о природе), канонику (учение о познании) и этику. В физике Эпикур следовал атомистике Демокрита. Все существующее, по Эпикуру, есть результат движения и столкновения атомов, т.е., возрождая атомизм Демокрита, он внес в него оригинальные изменения, высказал гениальные догадки, подтвержденные дальнейшим развитием науки.
«Вселенная состоит из тел и пространства, в числе тел одни есть соединения, а другие — то, из чего состоят соединения. Эти последние неделимы и неизменяемы. Вселенная безгранична», — говорил Эпикур. В его воззрениях прослеживается связь со взглядами Демокрита, Гераклита, Аристотеля. Философские представления Эпикура о безграничности Вселенной лежат в основе его понимания жизни как безграничного явления.
Основой познания Эпикур признавал ощущения, которые сами по себе всегда истинны, так как исходят из объективной реальности. Ошибки возникают из истолкования ощущений. Утверждая материальность и смертность души, Эпикур выступает против невежества и суеверия, порождающих страх перед богами и смертью. Он признавал бытие блаженно-безразличных богов в пространстве между бесчисленными мирами, но отрицал их вмешательство в жизнь космоса и людей. Он также признавал вечность материи, обладающей внутренним источником движения.
Девиз Эпикура: «Живи уединенно». Цель жизни, по Эпикуру, — это отсутствие страданий, здоровье тела и безмятежное состояние духа. Для достижения счастья следует освободиться от предрассудков, овладеть знанием законов природы, которое освобождает от страха смерти, суеверий и религии вообще. Эпикур пытается построить этическую теорию разумного наслаждения, в основе которой лежит индивидуалистический идеал уклонения от страданий и достижение спокойного и радостного состояния духа.
Толкователем и популяризатором философии Эпикура был римский поэт и философ Лукреций (99—55 до н. э.). В своем произведении «О природе вещей» Лукреций в поэтической форме излагает философию атомистического материализма. В полном согласии с греческими философами Демокритом и Эпикуром он провозглашает основные положения материализма:
? в мире нет ничего, кроме вечно существующей, движущейся материи, состоящей из мелких, неделимых частей — атомов;
? Вселенная бесконечна и состоит из бесчисленных миров, вечно возникающих, развивающихся и гибнущих;
? из ничего не творится ничто по божественной воле.
Все разнообразие вещей в мире, по учению Лукреция, есть только разнообразие сцепления частиц материи, атомов. Уничтожение вещей есть только распад атомов. Основным условием образования вещей природы, по мысли Лукреция, является наличие пустоты. Материя и пустота составляют единство, без которого невозможно движение, а следовательно, сцепление и распад атомов.
Лукреций стоял на позициях познаваемости материального мира. Источником познания внешнего мира является чувственное восприятие. Будучи разнообразными по форме (круглые, угольные, шероховатые, гладкие и т.д.), атомы воздействуют на органы чувств, вызывая различные восприятия. Чувства служат как бы орудием мысли, без них невозможно познание.
Лукреций в поэме «О природе вещей», которая несколько раз издавалась на русском языке, большое внимание уделял описанию явлений природы: грому, молнии, дождю и т.д. Атомизм Лукреция содействовал распространению науки и оказывал огромное влияние на ее последующее развитие.
Кроме вышеизложенного Лукреций высказал ряд собственных оригинальных идей:
? раз Вселенная безгранична, значит, жизнь существует не только на Земле, но и в других мирах;
? признавал естественное происхождение живых существ, хотя считал, что все состоит из атомов:
? считал, что жизнестойкие организмы формируются не сразу, а проходят через стадии уродливых превращений, тем самым закладывал основу эволюционных воззрений на живую природу.
1.3.1.8. Средневековье и эпоха Возрождения
Господствующей философией в средние века была религия. Природа понималась как результат божественного творения. В средневековую эпоху природа и человек как бы уравновешиваются, так как все в руках Бога. В этой связи средневековая философия всегда противопоставляла природе, т.е. земному, некое абсолютное, духовное начало — Бога, стоящего и над природой и над людьми. Отношение людей средневековой эпохи к природе выражалось уже не как стремление слиться с ней, жить с ней в согласии, что было характерно для античной философии, а возвышением над ней, как чем-то неизменным.
Несогласных с догматами церкви именовали еретиками и в эпоху средневековья сжигали на кострах. Тем не менее уже в XIII в. Р. Бэкон заявил, что живые и неживые тела природы состоят из одних и тех же материальных частиц. Работы Р. Бэкона были опубликованы лишь в XVIII в., так как его идеи могли оказать нежелательное влияние на современников.
К XV—XVI вв. фактически заканчивается история средневековой философии и наступает так называемая эпоха Возрождения, в которой наблюдается обращение не только к проблемам человека, но и к развивающемуся естествознанию, заново осмысливаются космогонические проблемы. В эпоху Возрождения было воскрешено и развито то рациональное, что содержалось в трудах великих греческих философов.
Труды Николая Коперника, Галилео Галилея, Джордано Бруно и др. разрушили монопольное господство религиозных взглядов на мир.
Николай Коперник (1473—1543) — великий польский астроном, творец гелиоцентрической системы мира, а также теории о вращении Земли вокруг Солнца, о суточном вращении Земли вокруг своей оси, которая вступала в противоречие с существовавшими представлениями о Земле как избраннице Божией, стоящей, согласно схеме Птолемея, в центре мира.
Галилео Галилей (1564—1642) — великий итальянский астроном и физик, создатель основ механики, борец за передовое мировоззрение. Галилей развивал и защищал систему Коперника. Родился он в Арчетри, близ Флоренции, в семье купца. Отец хотел, чтобы он стал врачом, поэтому послал его в Пизу. В возрасте 25 лет Галилей стал профессором математики. Велики его заслуги в области астрономии:
? открыл 4 спутника Юпитера;
? открыл пятна на Солнце и кольца Сатурна;
? принял теории Коперника о строении Вселенной;
? считался «отцом» экспериментальной физики, так как верным считал только то, что может быть доказано опытным путем;
? единственным критерием истины считал чувственный опыт, практику.
Джордано Бруно (1548—1600) — итальянский ученый эпохи Возрождения, провозгласивший новое прогрессивное мировоззрение, за что был сожжен инквизицией на костре в Риме. Дополнил систему Коперника рядом новых положений:
? о существовании бесконечного количества миров;
? о том, что Солнце не является неподвижным, а меняет свое положение по отношению к звездам;
? о том, что атмосфера Земли вращается вместе с нею.
Главная идея Д. Бруно — идея о материальном единстве Вселенной как совокупности бесчисленных миров, таких же планетных систем, как наша. В познании при роды, считал Д. Бруно, наряду с опытом существенную роль должен играть человеческий разум, а величайшей задачей человеческого разума является познание законов природы.
Восточная культура — народов Кавказа, Средней Азии, арабов и др. — опережала в средние века, вплоть до XIII в., культуру Западной Европы. Передовых деятелей восточной культуры занимали вопросы естествознания, медицины, географии, техники. Арабы и близкие к ним по языку и культуре народы ввели в европейский обиход магнитную иглу, порох, бумагу и т. д. Наиболее передовые философы Востока, такие, как Ибн Сина (Авиценна), живший в Средней Азии и Иране, арабский философ и врач Ибн Рущд (Аверроэс), оказали сильное положительное влияние на западноевропейских мыслителей.
Эпоха Возрождения — это переходный период от средневековых воззрений к культуре нового времени. Идейное развитие стран Западной Европы различалось: в Италии эпоха Возрождения относится к XIV—XVI вв., в других странах — концу XV — началу XVII в.
Отличительной чертой эпохи Возрождения является гуманистическое мировоззрение. Творчество деятелей Возрождения проникнуто верой в безграничные возможности человека, его воли и разума. Пафос утверждения идеала гармоничной, раскрепощенной творческой личности, красоты и гармонии действительности, обращение к человеку как высшему началу бытия, ощущение цельности и стройности закономерности мироздания — все это придает творениям этой эпохи большую идейную значимость, величественность. Начиная с эпохи Возрождения, растет амбициозность человека по отношению к природе. Природа рассматривалась как некая инертная сила, требующая покорения, установления над нею господства разума. В соответствии с этой позицией, которая сохранилась вплоть до середины XX в., природа рассматривалась лишь как источник ресурсов для человека и место для его обитания. Ресурсы природы казались неисчерпаемыми, а следовательно, человеку нечего было ждать милостей у природы — взять их у нее — историческая миссия.
Из ученых этого периода необходимо выделить Леонардо да Винчи, который считал исходным пунктом познания опыт. Путь к истине, с его точки зрения, пролегает через синтез теории и практики, метод индукции должен дополняться дедукцией (дедукция — вывод по правилам логики; цепь умозаключений, звенья которой логически связаны; основное средство доказательства), анализ — синтезом. «Я хочу сначала установить факт, а затем доказать при содействии разума, почему этот факт такого, а не иного рода». Это и является тем методом, которым надо руководствоваться всякому исследователю явлений природы. Общепризнано, что применение таких методов познания природы берет свое начало от Р. Бэкона и Г. Галилея, но родоначальником этого этапа развития справедливо считается Леонардо да Винчи.
Гениальный итальянский ученый, художник, инженер, один из выдающихся представителей науки и искусства эпохи Возрождения, родился 15 апреля 1452 г. (умер в 1519 г.) в небольшом городе Винчи, откуда в 1469 г. семья переселилась во Флоренцию. Здесь юноша учился черчению, живописи, скульптуре, изучал основы математики, анатомии, астрономии. Полученные знания стали фундаментом его разнообразной деятельности. Он занимался геологией, ботаникой, анатомией человека и животных, механику называл «раем» математических наук. В механике был поклонником экспериментальных исследований, как уже отмечалось выше. Пытался построить летательные аппараты (среди сохранившихся рисунков были найдены эскизы парашютов и вертолета), занимался проектированием больших гидротехнических сооружений и конструкций, которые в те времена не были осуществлены.
Много внимания Леонардо да Винчи уделял проблемам оптики, был близок к формулировке волновой природы света. Он задумывался также над космогонией, вносил новаторские идеи.
Велики заслуги Леонардо да Винчи в области биологии: он открыл щитовидную железу, изучал связь нервов и мускулов, доказал, что большое количество свойств и их разнообразие — это признак совершенства, что потом развивалось Ч. Дарвином.
Обобщая вышесказанное, можно сказать, что эпоха Возрождения:
? выдвинула в качестве главного признака философствования гуманизм;
? поставила в центре своего внимания проблему человека.
Это привело к обновлению вопросов, продолжавших оставаться центральными на протяжении десятков и сотен лет:
? Каков путь познания?
? Какую роль играют разные методы и способы познания?
? Что важнее: эмпирический опыт или теоретическое знание?
1.3.1.9. Естествознание XVI-XVII вв.
На вышеперечисленные и подобные вопросы пытаются ответить в XVI—XVII вв. Ф. Бэкон и Р. Декарт.
Ф. Бэкон (1561—1626) положил начало науке, основанной на точных знаниях и эксперименте. Р. Декарт (1596—1650) в теории познания является основателем рационализма, сторонник дедуктивного метода познания.
Рационализм (от лат. rationalis — разумный) — направление в теории познания, признающее разум единственным источником точного, истинного знания в отличие от эмпиризма, считающего единственным источником познания чувственный опыт.
Виднейшими представителями рационализма были Р.Декарт и Б. Спиноза. Декарт, будучи родоначальником рационализма, обосновал всесилие разума, считал, что критерий истины — в разуме. В отличие от Ф. Бэкона, Р. Декарт полагал, что опытные данные о вещах часто бывают обманчивы, а дедукция, или чистый вывод одного из другого, проведенная разумом, никогда не может быть неверна.
Декарт считал, что, подобно тому, как математик силой ума решает математические задачи, так и философ может постичь истину одной лишь силой ума. Рационалисты видели идеал науки в математике, для них это была «чистая наука», якобы не зависящая от опыта. Спиноза тоже считал, что знания, получаемые из опыта, являются недостоверными, случайными, тогда как разум дает нам достоверное и необходимое знание.
Декарт признавал сомнения методом рассуждения, посредством которого можно избежать всяких предвзятых и привычных понятий и прийти к установлению достоверных истин. Он заявлял, что сомневается как в правильности наших представлений о мире, так и в существовании самого мира: «Я мыслю, следовательно, я существую». Отправляясь, таким образом, от факта существования своего собственного «Я», Декарт приходит к заключению о существовании всего остального мира. Он считал, что истина постигается непосредственно разумом, присущей ему интуицией, правильность же истины проверяется не практикой, а правильностью и четкостью наших понятий. Критерий истины, по мнению Декарта, находится не вне разума, а в нем самом.
Естествознание XVII в. характеризовалось формированием механистического подхода. Основы были заложены итальянским ученым Г. Галилеем, создавшим один из главных разделов механики — динамику (науку о вращении небесных тел), открывшим законы свободного падения тел, законы движения маятника. В конце XVII — начале XVIII в. перед И. Ньютоном встала задача описания законов механического движения, что им и было с блеском сделано. Естествознание этого периода было механическим, так как ко всем процессам природы применялся исключительно масштаб механики. Но уже в конце XVII — начале XVIII в. в математике И. Ньютоном и Г. Лейбницем создается анализ бесконечно малых, Р. Декартом — аналитическая геометрия, М.Ломоносовым развивается атомно-кинетическое учение, формируется идея развития в биологии К. Вольфом.
Революция в естествознании, которую принято связывать с именами Коперника, Галилея, Ньютона, способствовала возникновению научного метода, которому мы сегодня обязаны всеми достижениями науки и техники. Научный метод отражает фундаментальные особенности информационного анализа, осуществляемого мозгом, который определяет априорные границы развития науки в понимании Вселенной. Наука возникает как инструмент, позволяющий снимать природную ограниченность мозга. Мозг человека в отличие от мозга животного может производить новую информацию и делать альтернативные предсказания: появляется абстрактное мышление. Наука возникла тогда, когда стало очевидным, что полученный на основе представлений индивидуального мозга образ мира может быть ошибочным, а значит, будет мешать общественному прогрессу.
Одной из фундаментальных функций мозга (подробно о мозге см. ТЕМУ 20.4) является конструирование представлений об окружающей среде и соответствующих причинных взаимодействий внутри нее и использование этой информации для предсказания событий. Отсюда возникает физика как видоизменение этих естественных функций мозга. Это видоизменение было создано человеком для расширения и дополнения предсказательных функций и операций, присущих мозгу, которое снимает его природные и временные ограничения.
Становление теоретического естествознания, основанного на экспериментах и наблюдениях, начинается с XVII в. В XVII—XIX вв. бурно развиваются математика, астрономия, биология, другие естественные и гуманитарные науки, в расцвете находится натурфилософия.
Г. Лейбниц (1646—1716) стремился примирить религию и науку, объяснить бедствия, испытываемые людьми ссылкой на волю Бога. В основе природы, по Лейбницу, лежат самостоятельные духовные субстанции — «монады», являющиеся основой всех вещей, всей жизни. Верховная монада — Бог, творящий все бесконечное многообразие существующих монад, устанавливающий иерархию и связь между ними, образующую предустановленную гармонию. Поэтому, как утверждал Лейбниц, «все к лучшему в этом лучшем из миров». Неорганический мир представляет собой сочетание низших монад, человек является сочетанием высших монад. Вся природа, по Лейбницу, есть природа органическая, неживой природы нет.
Большие заслуги имеет Лейбниц в области математики. Независимо от Ньютона он создал дифференциальное и интегральное исчисление (анализ бесконечно малых), которое является мощным средством познания мира, так как позволяет естествознанию изображать не только состояния, но и процессы, а значит, движение. Лейбниц является основателем и с 1700 г. председателем Бранденбургского научного общества, позднее ставшего Берлинской академией наук. По просьбе Петра I им были разработаны проекты развития образования и государственного управления в России.
Лейбниц:
? вывел закон непрерывности — природа никогда не делает скачков, а развитие происходит непрерывно;
? разработал учение о лестнице существ — непрерывном ряде всех живых существ, которое в XVIII в. получило широкое распространение в биологической науке;
? высказал идею о единстве живого, которая в. дальнейшем послужила формированию эволюционного учения.
1.3.1.10. Естествознание XVIII в.
В этот период большое значение приобретает динамическая концепция материи как формы проявления активной энергии, вложенной Богом в момент создания мира, разработанная И. Кантом (1724—1804). Он сделал попытку подойти к природе с точки зрения ее развития, выдвинул гипотезу происхождения Солнечной системы из первоначальной туманности, т. е. явился одним из создателей первой космогонической теории. Он уже обратил внимание на то, что в картине мира, сложившейся в концу XVIII в., существует противоречие: Космос, Вселенная — сами по себе, а человек как феномен — сам по себе. Истинно научными считались лишь те знания, которые не зависели от человека, являвшегося лишь сторонним наблюдателем.
Во второй половине XVIII в. во Франции появляется новое течение, названное впоследствии французским материализмом, представители которого — выдающиеся ученые Дидро, Д'Аламбер, Лаплас — развили цельное понимание природы как движущейся материи, вечной во времени и бесконечной в пространстве, находящейся в постоянном саморазвитии в виде круговоротов и закономерно порождающей жизнь и разум на планетах, где для этого существуют благоприятные условия.
Д. Дидро (1713—1784) внес в материалистическое учение элементы диалектики, которую он понимал как объективное отражение диалектики природы. Идея развития и идея всеобщей связи — это в совокупности и есть диалектический взгляд на природу, и он логично приводит Дидро к выводу о взаимосвязи живых существ, а поэтому — к идее об их эволюции. Различие между человеком и животным Дидро видел в организации, присущей им, т.е. в определенном характере взаимосвязи элементов, из которых образуются тела природы. Представления об эволюции живых существ содержат и идею о выживаемости наиболее приспособленных форм, что является предвосхищением теории Ч. Дарвина о естественном отборе как механизме эволюции живой природы. Постепенно вывелись чудовища, исчезли все неудачные комбинации материи, а сохранились лишь те, строение которых не заключало в себе серьезного противоречия и которые могли существовать самостоятельно и продолжать свой род.
Д'Аламбер (1717—1783) — автор шеститомного труда по истории астрономии, почетный член Петербургской академии наук.
П. Лаплас (1749—1827) — французский астроном, математик, физик, автор классических трудов по теории вероятностей и небесной механике, в которой достиг выдающихся результатов, подытоженных в пятитомнике «Трактат о небесной механике». Сделал почти все то, что не смогли сделать его предшественники для объяснения движения тел Солнечной системы на основе закона всемирного тяготения. Лаплас решил сложные проблемы движения планет и их спутников, доказал устойчивость Солнечной системы в течение очень длительного времени и высказал гипотезу ее происхождения. Как председатель Палаты мер и весов активно внедрял в жизнь новую метрическую систему мер.
Аристократической реакцией на французский материализм явилась философия Г. Гегеля (1770—1831), которой он пытался нанести сокрушительный удар французскому материализму и реставрировать идеализм. Гегель предложил законы саморазвития и самопознания духа, но если теория не подходила под его трактовку, он ее отвергал. К. Маркс и Ф. Энгельс очистили ценные идеи Гегеля и спасли для немецкой философии сознательную диалектику. Учения Гегеля, Маркса, Энгельса подробнорассматриваются в курсе философии.
1.3.1.11. Выдающиеся открытия XIX в. и конец натурфилософии
Концепция единства и эволюции живой природы постепенно пробивала себе дорогу. Ряд великих открытий, сделанных в XIX в., послужил становлением исторического метода исследований. Они были представлены:
? законом сохранения энергии Джоуля, Гельмгольца;
? учением об электромагнитном поле М. Фарадея;
? разработкой клеточной теории Т. Шванна;
? созданием эволюционной теории Ч. Дарвина.
В XIX в. материалистическая натурфилософия находит свое отражение в трудах и исследованиях П. Лапласа, Дж. Дальтона, Л. Фейербаха, А.И. Герцена, Н.Г. Чернышевского, М. Фарадея, Дж. Максвелла, Ч. Дарвина, Л. Больцмана и др. Они разрабатывали философию понимания природы на основе данных и достижений науки и сами были авторами великих открытий и фундаментальных теорий. Для этого периода характерно, что новые естественнонаучные концепции сначала формулировались авторами в виде философских идей, а затем по мере их разработки, эмпирического и теоретического исследований превращались в конкретные научные теории.
Период натурфилософии можно считать законченным в середине XIX в. Ф. Энгельс (1820—1895), понимая ограниченность натурфилософии, ее неспособность дать естествознанию нужную методологию, в которой оно так нуждалось, приступает в 70-х гг. XIX в. к разработке труда «Диалектика природы», целью которой было сделать диалектико-материалистический анализ достижений науки в понимании природы, раскрытии всеобщих свойств и законов движения материи. Диалектико-материалис-тические воззрения Ф. Энгельса складывались под влиянием эволюционного учения Ч. Дарвина, благодаря которому в учении о науке сформировался, а затем и утвердился исторический метод исследования.
Ф. Энгельс не только по достоинству оценил три великих открытия XIX в. (закон сохранения и превращения энергии, теория клеточного строения организмов и эволюционная теория Ч. Дарвина), но и прозорливо определил тенденции развития науки в этих областях знания, что впоследствии получило блестящее подтверждение.
1.3.2. «Русский космизм»
Если XVIII в. можно назвать веком И. Ньютона, то XIX в. — это век Ч. Дарвина. Создание эволюционной теории играет принципиальную роль для развития всего естествознания в целом. В этой связи к концу века происходит размежевание наук: возникают точное естествознание, к которому мы теперь относим физические и естественные науки, и в первую очередь — биологию, и науки об обществе, о его развитии, самом человеке. Но все эти науки развивались отдельно, так как считалось, что каждая из сфер нашего мира существует как бы сама по себе и подчиняется своим законам.
Но в том же XIX в. начали формироваться и иные тенденции. Во второй половине XIX в. в России возникает своеобразное умонастроение, называемое теперь «русским космизмом». Оно не было школой в научном понимании, а являлось именно умонастроением широких кругов демократической интеллигенции. В литературе было представлено Л.Н. Толстым, Ф.М. Достоевским, в философии — рядом таких блестящих умов, как П. Флоренский, В. Соловьев, Н. Федоров и многими другими. К течению «русского космизма» были близки и многие естествоиспытатели и ученые, такие как К.Э. Циолковский, Д.И. Менделеев, И.М. Сеченов и др. Суть этого учения и его основные черты:
1. Человек — это составная часть природы.
2. Человека и Природу следует не противопоставлять друг другу, а рассматривать в единстве.
3. Человек и все, что его окружает, — это части единого целого — Вселенной.
В этом контексте не так уж важно, что одни называют Богом, а другие — Вселенной.
Для русского естествознания второй половины XIX в. характерны рассмотрение любых фактов во всех их взаимосвязях, стремление к обобщающим схемам. Яркими примерами этому служат периодическая система Д.И. Менделеева, высказывание И.М. Сеченова о том, что человека нужно изучать в единстве его плоти, духа и окружающей среды, учение о ноосфере русского ученого В.И. Вернадского.
В рамках этого течения мысли зародилось понимание противоречия между Человеком и Природой, человеком и окружающей средой. И вместе с тем пришло понимание ответственности Разума за отыскание путей разрешения этого противоречия, а также того, что эти противоречия могут привести однажды к экологической катастрофе. В этой связи возникли идеи совершенства нравственного начала, создание некоего нового мирового правопорядка, актуальность которого возросла только в наши дни. Новый правопорядок и новая моральная основа человеческого общества — это необходимое условие дальнейшего развития цивилизации, всего человеческого рода (см. ТЕМУ 18.7). Нужны не слепое подчинение обстоятельствам и констатация фактов, а попытки конструктивного решения возникающих коллизий и всевозможных трудностей, попытки принять тот общепланетарный порядок, который необходим для продолжения развития цивилизации. Нужны новые знания и новая нравственность — вот основной мотив всего того направления мысли, которое получило название «русский космизм».
Необходимо также отметить, что представители этого направления полагали, будто мысль и сознание являются такой же принадлежностью природы, как и «звезды, Галактика, микробы, камни». Эта цельность восприятия мира оказала существенное влияние на развитие русской естественнонаучной мысли и послужила причиной того глубокого взаимопроникновения научной и философской мысли, которое наблюдалось в России во второй половине XIX в. Это привело к стремлению построить обобщающие, синтетические конструкции и схемы, что стало ведущей тенденцией развития русского естествознания этого периода. Ярким примером построения таких схем является знаменитая периодическая таблица элементов Д. Менделеева. Другой пример — высказывания И, Сеченова о том, что человека нужно изучать в единстве его плоти, духа и окружающей среды, которое опередило на многие десятилетия развитие физиологии не только в России. Десятком лет позже К. Маркс скажет, что в будущем все науки о природе и обществе должны будут слиться в единую науку о Человеке.
Таким образом, вместо исследовательской парадигмы, рожденной эпохой Просвещения, приходит понимание того, что Человек — активный фактор Природы, который не может быть сторонним наблюдателем. Даже в процессе изучения и наблюдения природных явлений человек может вносить в них необратимые изменения (например, катастрофическое «засорение» Космоса за счет исследовательской деятельности человека). Однако потребовалось еще много десятков лет, прежде чем эта интуитивная истина стала превращаться в строго научные утверждения.
1.3.3. Кризис в физике и нарушение прежних представлений
Конец XIX — начало XX в. характеризуется кризисом в физике, который сопровождался нарушением прежних представлений о строении материи, ее свойствах, формах движения и типах закономерностей.
Ряд выдающихся открытий в физике — рентгеновских лучей, радиоактивного излучения урана, электрона — опровергали сложившиеся представления о материи и ее формах. М. Планком была создана теория квантов и энергии микрообъектов, А. Эйнштейном вскрыта количественная связь между массой и энергией связи атомов.
Рухнуло основное положение атомистического материализма о неделимости и неуничтожимости атома. Однако тезис о том, что в связи с новыми открытиями в физике материя исчезла, был правомерно оспорен В.И. Лениным. Характеризуя подлинный смысл выражения «материя исчезла», В.И. Ленин доказал, что исчезла не материя, а тот предел, до которого эту материю знали.
Таким образом, с развитием естествознания происходит смена одного научного представления о материальном мире — одной парадигмы, т. е. стереотипа в понимании различных явлений (см. определение парадигмы в ТЕМЕ 1.1), — другим. В прошлом ученые общались редко, обмен научной информацией отсутствовал, но острая полемика в сфере науки была всегда.
Значение философского наследия В.И. Ленина для современного естествознания велико. Это огромное количество его трудов, среди них можно выделить такие как «Материализм и эмпириокритицизм», «Философские тетради», «О значении воинствующего материализма», «Карл Маркс» и др., которые подробно изучаются в курсе философии.
1.3.4. Ленинский принцип неисчерпаемости материи
Суть Ленинского принципа неисчерпаемости материи
состоит в его положении: «Электрон также неисчерпаем, как и атом. Природа бесконечна» (Полн. собр. соч. Т. 18. С. 277). Идея о неисчерпаемости материи — атома, электрона и других элементарных частиц — результат конкретизации основных положений о движении материи. Открытые в конце XIX — начале XX в. такие составные части атома, как электрон, протон, нейтрон, многими физиками рассматривались абсолютно простыми бесструктурными точечными образованиями, но дальнейшее развитие физики показало чрезвычайно сложный состав элементарных частиц. В настоящее время неисчерпаемость электрона и других материальных частиц становится метрологическим принципом в истолковании все более широкого круга явлений материального мира.
Методология — учение о структуре, логической организации, методах и средствах деятельности.
Методология науки — учение о принципах построения, формах и способах научного познания.
Очевидно, что формирование новых теорий, воззрений и принципов в естествознании становится возможным лишь на основе методологии, которая наиболее полно и адекватно отражает явления материального мира.
1.3.4.1. Онтологическая сторона неисчерпаемости материи
Можно выделить две стороны неисчерпаемости материи: онтологическую и гносеологическую. Рассмотрим первую.
Онтология — учение о бытии, в котором исследуются всеобщие основы и принципы бытия, его структуры и закономерности.
Онтологическая сторона неисчерпаемости материи выражает неисчерпаемость материального мира самого по себе, т. е. бесконечность его структуры, свойств, связей, взаимодействий, существующих независимо от познающего субъекта. Неисчерпаемость материи в онтологическом смысле выражает:
? бесконечность всего многообразия природы, с одной стороны;
? бесконечность структуры вглубь любого конечного материального объекта, с другой стороны.
1.3.4.2. Гносеологическая сторона неисчерпаемости материи
Гносеология — теория познания — изучает закономерности и возможности познания, отношения знания к объективной реальности, исследует ступени и формы процесса познания, условия и критерии его достоверности и истинности.
Гносеологическая сторона неисчерпаемости материи включает в себя:
? признание принципиальной познаваемости внешнего мира, с одной стороны;
? утверждение о невозможности полного, абсолютного знания свойств и структуры материального мира на каждом данном этапе развития теории и практики, с другой стороны.
Познание — бесконечный процесс углубления наших знаний в сущность вещей, переход от одного уровня знания к другому.
Относительное, неполное знание шаг за шагом приближается к абсолютному, полному знанию.
Абсолютное познание является предельным состоянием бесконечно развивающейся вширь и вглубь науки. Научное познание, научные истины являются лишь приблизительным отражением действительности. На любой сколь угодно высокой ступени своего развития познание ограничено своими собственными достижениями. Даже общественная практика не является абсолютным критерием истины. Абсолютного критерия вообще не существует.
Характер разрешения противоречий между принципиальной возможностью исчерпывающего знания всех свойств и связей, наблюдаемых у явлений материального мира, и невозможностью этого абсолютного знания на каждом уровне развития науки лежит в представлении об идеализированных образах вещей, обладающих конечным числом свойств и конечной структурой. Например, в физике вводятся понятия абсолютно твердого тела, идеального газа, идеальной жидкости; разрабатываются для них теории и законы, а затем делаются поправки на реальные случаи. Этот же принцип используется при построении любых математических моделей, когда реальное число свойств ограничивается, но модели тем не менее хорошо «работают». Такая идеализация является необходимым условием познания свойств реальных вещей, так как каждый идеализированный образ более или менее точно и полно отражает свойства реальных вещей.
В завершении рассмотрения этого вопроса вернемся еще раз к неисчерпаемости электрона и атома. Ученые обнаруживают все новые и новые частицы, одни из которых живут долго по сравнению с человеческой жизнью, другие — доли секунды. Частицы могут трансформироваться, обнаруживать как корпускулярные, так и волновые свойства (см. ТЕМУ 3, 3.8, 3.9). Все это — исследование атома, которое сейчас уже не вызывает былого энтузиазма, а открытие новой частицы не делает сенсации.
Другое дело — Вселенная. Как зародилась наша Вселенная? Из чего и когда? Где конец и начало нашей Вселенной? На эти вопросы пытаются ответить физика, астрономия, астрофизика и др. Любое открытие или просто известие, касающееся этой темы, вызывает сенсацию. Следовательно, пока четкие границы Вселенной не обозначены и не доказаны, ее можно считать такой же неисчерпаемой, как и атом.
Таким образом, на макро- и микроуровнях, через онтологическую и гносеологическую теории мы приходим к выводу о неисчерпаемости материи, выступающей против догматизации и абсолютизации научного знания.
1.3.5. Новейшая революция в естествознании
Период новейшей революции в естествознании совпал с вступлением капитализма в стадию империализма. Новые потребности техники оказали стимулирующее воздействие на естествознание, приведшее к тому, что в середине 90-х гг. XIX в. началась новейшая революция в естествознании, главным образом в физике, и в ней можно выделить три этапа.
1. Первый этап новейшей революции в физике и во всем естествознании связан:
? с открытием электромагнитных волн Г. Герцем (1888 г.);
? с открытием светового давления П.Н. Лебедевым (1899 г.);
? с созданием теории относительности А. Эйнштейном (1905 г.);
? с изобретением радио А.С. Поповым (1895 г.);
? с возникновением в химии и биологии генетики на основе законов Г. Менделя (1856—1863 гг.);
? с созданием Н. Бором (1913—1921 гг.) на основе представлений об атоме и атомном ядре теории водородо-подобного атома, основанной на двух его постулатах (см. ТЕМУ 3, 3.5), которые позволили решить противоречия между классической физикой и вновь полученными экспериментальными данными и разработка которых велась в соответствии с периодической таблицей Д. Менделеева.
2. Второй этап новейшей революции в естествознании начался в середине 20-х гг. XX в. в связи:
? с возникновением квантовой механики (см. ТЕМУ 3.5),
? с сочетанием ее с теорией относительности;
? с образованием общей квантово-релятивистской концепции.
3. Началом третьего этапа новейшей революции в естествознании явились:
? первое овладение атомной энергией в результате от
крытия деления атомного ядра немецкими физиками О. Ганом и Ф. Штрассманом в 1938 г., за что они были удостоены Нобелевской премии по химии в 1946 г.;
? последующие исследования (1940—1947 гг.), с которыми связано зарождение ЭВМ и новой науки — кибернетики (см. ТЕМУ 16.1.1.1)
Полное развитие этот этап получил в середине XX в. Его отличительной особенностью является то, что наряду с физикой теперь в естествознании лидирует целая группа отраслей:
? химия (особенно микрохимия, химия полимеров);
? биология (особенно генетика, молекулярная биология);
? кибернетика;
? космонавтика и др.
ТЕМА 2. ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ И ГУМАНИТАРНАЯ КУЛЬТУРЫ
Очень многие вопросы, касающиеся естественнонаучной теории, уже косвенно изложены в предыдущей теме, в содержание которой они органически вливаются. Поэтому в данной теме рассмотрены только те вопросы, которые удалось выделить из предыдущей темы.
2.1. НАУЧНАЯ ТЕОРИЯ. ОСНОВНАЯ ТЕРМИНОЛОГИЯ
Наука (см. ТЕМУ 1.1) включает в себя как деятельность по получению нового знания, так и ее результат — сумму знаний, лежащих в основе научной картины мира.
Задача науки состоит в объяснении наиболее общих количественно-формулируемых законов природы. Действием таких законов можно объяснить все явления, которые привычны и, казалось бы, не нуждаются в объяснении.
Метод науки — способ изучения реальной действительности; общие, необходимые принципы, на которых базируется данная наука.
Методика — путь исследования, теория, учение.
Теоретическое знание — основная форма знания. В нем собраны фундаментальные знания об изучаемом объекте.
Фактологическое знание — эта форма присуща любому виду знаний и не является научной. Его цель — описание форм проявления объектов такими, какими они предстают в чувственном восприятии, а также классификация и систематизация по определенным признакам.
Эмпиризм (от греч. empeiria — опыт) — философское направление, признающее чувственный опыт единственным источником знаний, наиболее достоверным.
Гипотеза — мнение о действительном положении вещей, выработанное под строгим надзором разума.
Научная теория — знания, опирающиеся на определенную научную форму и содержащие методы объяснения и предсказания некоторой предметной области. Форма достоверного научного знания о некоторой совокупности объектов, представляющая собой целостную систему утверждений и доказательств. Это отражение основных законов природы. Для науки характерны:
? диалектическое, т. е. отражающее развитие и всеобщую связь, сочетание процессов;
? дифференциация и интеграция (см. ТЕМУ 1.2.9);
? развитие фундаментальных и прикладных исследований.
В развитии науки чередуются экстенсивные (связанные с увеличением объема исследований, расширением их) и революционные периоды — целые научные революции, приводящие к изменению структуры науки и принципов ее познания, категорий, методов и форм ее организации.
2.2. СОДЕРЖАНИЕ И СТРУКТУРА ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ ТЕОРИИ
Структура (от лат. structura — строение, расположение, порядок) — совокупность устойчивых связей элементов. Структура — это относительно устойчивое единство элементов и их отношений в целостном объеме (см. ТЕМУ 5, 5.1, 5.2). Через понятие «структура» можно изучать чрезвычайно широкий круг явлений как материального, так и духовного миров. Структура является одним из аспектов понятия «система», если под системой понимается любой аспект науки.
2.2.1. Структура естественнонаучной теории
Для построения естественнонаучной теории необходимо:
1. Иметь определенный круг (банк) экспериментальных данных.
2. Выбрать различие опытных данных и экспериментальных закономерностей и создать на их основе модели и теории.
3. Осуществлять обратную связь между моделью и экспериментальными данными.
4. Сделать качественные выводы и сравнить их с экспериментальными данными.
5. Осуществлять корректировку модели.
6. Обязательно перевести модель на язык математики.
7. Провести аналогию с какой-либо теорией, выявить аналогичные связи, обнаруженные между экспериментальными закономерностями.
8. Определить физический смысл вводимых понятий. Все физические теории носят модельный характер и
требуют доказательства теоремы существования.
2.2.2. Основные способы построения естественнонаучной теории
Можно выделить два основных способа построения естественнонаучной теории:
1. Способ, связанный с предварительным построением модели из чувственно-наглядных элементов с последующим построением знаковой модели. Для реализации этого способа необходимо иметь банк экспериментальных данных, на основании которых строится математическая модель (см. ТЕМУ 2.2.1).
2. Способ, основанный на первоначальном построении знаковой модели с последующим нахождением ее физического смысла или практического применения (например, все прикладные вопросы математики).
Структура построения любой естественнонаучной теории определяется двумя основными факторами:
? выбором тех или иных основных посылок;
? типом логического вывода.
Если начальные положения неверны, то теория обречена на неудачу. Так, например, ошибались создатели космогонических теорий, беря за начало отсчета центр мира — Землю или Солнце. Результаты исследований должны быть завершены логическими выводами.
Процесс создания единой картины мира, интегрирующей данные различных наук, далеко не закончен. В настоящее время в сфере знания функционируют частные картины мира: физика, химия, биология и т. д., причем наиболее разработана картина мира, описывающая физическую реальность. Анализ категорий пространства и времени (см. ТЕМУ 15), с точки зрения их вхождения в различные естественнонаучные теории, даст возможность нащупать наиболее общие черты будущей естественнонаучной картины мира. Подходя к процессу познания как к единой картине знаний, нужно научиться представлять знания как систему, логически связывать общие и специфические закономерности и положения.
2.3. КУЛЬТУРА
Культура (от лат. cultura — возделывание, воспитание, образование, развитие, почитание) — определенный уровень развития общества, творческих сил и способностей человека, выраженный в типах и формах организации жизни и деятельности людей, а также в создаваемых ими материальных и духовных ценностях.
В более узком смысле слово «культура» означает сферу духовной жизни людей. Она включает в себя предметные результаты деятельности человека, а также человеческие силы и способности, реализуемые в деятельности (знания, умения, навыки, уровень интеллекта, нравственного и эстетического развития, мировоззрение, способы и формы общения людей).
Каждая общественно-экономическая формация характеризуется определенным типом культуры, который меняется с переходом от одной общественно-экономической формации к другой; при этом наследуется все ценное из прошлого.
Развитие культуры, а значит, развитие любого общества зависит от множества факторов: производственно-экономических, социальных, политических, этнических, идеологических и т. д. Но всегда творцом культуры остается живой человек.
Процессы овладения культурой новыми поколениями и механизмы их приобщения к достижениям культуры изучаются специалистами. В настоящее время выявлено три типа трансляции культуры:
1. Способ приобщения культуры через обучение старшими поколениями младших. Этот тип культуры достаточно консервативен и господствует в традиционных обществах. Здесь люди неохотно включаются в процессы нововведений, не любят самостоятельности и инициативы. Творчество здесь не связано с созданием чего-то принципиального.
2. Обучение взрослых и детей у своих сверстников. В этом случае новации и нововведения, самостоятельное творчество характерны для людей любого поколения. При этом типе культуры формируется высокий творческий потенциал общества. Именно такая передача культурных достижений свойственна всем великим цивилизациям Земли. 3. Приобщение к культуре, когда старшие поколения учатся у своих детей. Молодежь значительно легче схватывает новшества, она не отягощена грузом прошлого опыта, ее характеризует склонность к переменам и у нее достаточно высоко развит творческий потенциал (подростки, например, гораздо быстрее осваивают компьютер, чем люди старшего поколения; то же относится и к современной радио-, теле-и видеопродукции). К такому виду культур переходит все большее количество народов, в том числе и Россия делает шаги в направлении от традиционной трансляции культуры к формированию современного творческого потенциала.
Интересен взгляд современных исследователей: они рассматривают цивилизацию как нечто внешнее по отношению к человеку, противостоящее ему и на него воздействующее, в то время как культура всегда является внутренним достоянием человека, показывает меру его развития и служит как бы символом его духовного богатства. Сегодня все больше приверженцев получает триада: «человек, человечество, человечность», т. е. все определеннее проявляется стремление уравнять ритмы истории и ритмы жизни человека и человечества, приподнять ценности гуманизма. В настоящее время коренные изменения в культуре происходят на протяжении жизни уже одного поколения. Потеря национального культурного разнообразия равноценна утрате разнообразия генетического и очень опасна для будущего человечества. Люди должны научиться жить вместе, что может стать основой новой морали и новых отношений в мире человечества. Единство человечества и национальное разнообразие — две стороны одной и той же медали.
2.4. ЕСТЕСТВЕННАЯ И ГУМАНИТАРНАЯ КУЛЬТУРЫ
Развитие физики, биологии, общественных наук дало нам необозримое множество факторов, которые невозможно охватить единым взглядом. Ученые, работающие в близких областях, перестают понимать друг друга. Можно ли с этой точки зрения говорить о физиках, экономистах, юристах, биологах и т. д. как о представителях единой культуры, вносящих вклад в общую цивилизацию?
Английский физик, философ и романист Чарльз Сноу говорил, что в мире существует две культуры — естественников и гуманитариев (вспомним деление на «физиков и лириков» в 60- и 70-х гт. XX в.). Между ними образовалась пропасть, которая все время углубляется и расширяется, так как духовное и физическое необъединимы.
Без высокого профессионализма, конкретных детальных знаний дальнейшие исследования могут исчерпать себя. Но необходим и комплексный разноплановый анализ, опирающийся на данные различных наук, требующий синтеза знаний, появления единых точек зрения. Этот процесс приводит не только к объединению различных дисциплин, развитию конкретных областей знаний, но и к новому, целостному видению мира. И оно не менее необходимо для человека, чем конкретные знания конкретных наук.
Истоки нашей европейской цивилизации лежат в античной Греции, создавшей культуру, обладающую удивительной целостностью и единством. Древним эллинам удалось не только выжить и выстоять в окружении более богатых и могущественных народов, но и оказаться родоначальниками того рационального гуманизма, который сегодня определяет черты европейской культуры.
Греки обладали на редкость целостным и ясным миропониманием: был Космос, Небо, там жили боги. Боги вмешивались в судьбы людей, готовы были им помогать, были очень похожи на людей. Боги могли даже поднимать людей на небо и делать их равными себе, но могли и карать, хотя их никогда не покидал дух доброжелательства.
В эпоху средневековья влияние античного мира, связь с греческой культурой не прерывались. В эту эпоху появились готика, иконы Рублева, сохранилось аристотелевское видение мира, т. е. того неразрывного единства, где живут вместе и Бог, и Космос, и Человек.
С возникновением научного метода единый и цельный мир распался: человек оказался изъятым из него. Космос стал жить сам по себе, а Человек с его непредсказуемостью, с его духовным миром — сам по себе. Эпоха Просвещения довершила эту разобщенность. Мир человека и общества, созданного им, мир неживой материи и живого вещества никак не были связаны в сознании ученых. Научные дисциплины в этих трех сферах знания еще долгое время жили самостоятельной жизнью. Чтобы воспроизвести единую, цельную картину мира не хватало эмпирического материала. Таким связующим звеном стало в начале XX в. учение В.И. Вернадского о ноосфере, потребовавшее обобщения огромного эмпирического материала, но этому посвящена целая тема (см. ТЕМУ 17).
ТЕМА 3. КОРПУСКУЛЯРНАЯ И КОНТИНУАЛЬНАЯ КОНЦЕПЦИИ ОПИСАНИЯ ПРИРОДЫ
Одним из наиболее важных и существенных вопро сов как философии, так и естествознания является про блема материи. Представления о строении материи на ходят свое выражение в борьбе двух концепций: прерывности (дискретности) — корпускулярная концепция, и непрерывности (континуальности) — континуальная концепция. С ними тесно связаны проблемы взаимодействия материальных объектов, которые проявлялись как концепция дальнодействия (передача действия без физической среды) и концепция близкодействия (передача действия от точки к точке).
Концепция прерывности была создана И. Ньютоном Подход Ньютона определил исходное положение атомиз ма, который основывался на признании дальнодействующих сил.
3.1. АТОМИЗМ ДРЕВНОСТИ
В натурфилософии, подробно рассмотренной в ТЕМЕ 1.3.1, выделяется материалистическая направленность выдающихся мыслителей древности. Атомизм, основу которого представляла проблема материи:
? упоминается в учении о частицах, созданном Анаксагором в V в. до н. э.(см. ТЕМУ 1.3.1.3);
? нашел свое отражение в трудах видных представителей атомизма древности Демокрита и Левкиппа (см. ТЕМУ 1.3.1.4). Из вихря атомов, по Демокриту, образуются как отдельные тела, так и бесчисленные миры;
? последователями этих учений были Эпикур и Лукреций (см. ТЕМУ 1.3.1.7). Древнегреческий поэт и философ Лукреций, популяризатор учения Эпикура, создал дидактическую поэму «О природе вещей», — единственное полностью сохранившееся систематическое изложение материалистической философии древности. Философия Эпикура явилась высшим этапом развития атомистического материализма и завершением материалистических воззрений древнегреческой философии.
Общая тенденция атомистики выражалась в стремлении свести все многообразие свойств материальных объектов к ограниченному числу исходных объективных свойств и закономерностей элементарных материальных частиц.
Основополагающими признаками атомистики явились:
? неизменность атомов (т.е. несотворимость и неуничтожимость материи);
? противопоставление атомов пустому пространству (признание объективности пространства и движения).
3.2. МЕХАНИСТИЧЕСКИЙ АТОМИЗМ
Классическая механика XVII—XVIII вв. явилась дальнейшей разработкой атомистики. И. Ньютон в 1672— 1676 гг. распространил атомистику на световые явления и создал корпускулярную теорию света. Свет он считал потоком корпускул (частиц), однако на разных этапах рассматривал и возможность существования волновых свойств света, в частности, в 1675 г. предпринял попытку создать компромиссную корпускулярно-волновую природу света. По своему мировоззрению И. Ньютон был вторым после Р. Декарта великим представителем механистического материализма в естествознании XVII—XVIII вв. Р. Декарт (см. ТЕМУ 1.3.1.9) стремился построить общую картину природы, в которой все явления природы объяснялись как результат движения больших и малых частиц, образованных из единой материи.
Недостатки механистической атомистики:
? отсутствие достоверного экспериментального материала;
? не являлась достаточно обоснованной естественнонаучной теорией;
? атомы рассматривались как частицы, лишенные возможности превращения;
? единственной формой движения принималось механическое движение;
? стремилась все явления природы рассматривать как модификацию механического движения.
3.3. СОКРУШИТЕЛЬНЫЙ УДАР ПО ПРИНЦИПАМ МЕХАНИЦИЗМА
Сокрушительный удар по принципам механицизма был нанесен открытиями XIX—XX вв.:
? открытием рентгеновских лучей и радиоактивного излучения в 1896 г. А. Беккерелем и исследованием его в 1898 г. П. Кюри и М. Склодовской-Кюри. Радиоактивный распад показал, что радиоактивность не связана с внешними, механическими воздействиями, а определяется внутренними процессами, проявляющимися в виде статистических закономерностей;
? созданием теории электромагнитного поля Дж. Максвеллом (1860-1865 гг.);
? открытием явления электромагнитной индукции М. Фарадеем (1831 г.). Ньютоновская теория дальнодействия и его схема мира господствовали до начала XX в. М. Фарадей и Дж. Максвелл впервые обнаружили ее непригодность и неприменимость к электромагнитным явлениям;
? экспериментальным доказательством делимости атомов и открытием электрона английским физиком Дж. Дж. Томсоном (1897 г.), за что он был удостоен Нобелевской премии в 1906 г. В 1903 г. им была предложена одна из первых моделей атома, согласно которой атом представлял собой положительно заряженную сферу с вкрапленными в нее электронами (п добно булке с изюмом). В 1911 г. английский физик Э. Резерфорд, проводил пыты по рассеянию альфа-частиц атомами различных элементов, установил наличие в атоме плотного ядра диаметром около 10—12 см, заряженного положительно, и предложил для объяснения этих экспериментов планетарную модель атома. Модель подчинялась классической механике (движение ядра и электронов) и классической электродинамике (взаимодействие частиц). Электроны в этой модели, подобно планетам Солнечной системы, вращались вокруг ядра. Состояние атомов в классической физике определяется заданием координаты и скорости его составных частиц, т. е. можно получить мгновенный снимок его строения. Однако это противоречило экспериментальным данным.
3.4. ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ БОЛЕЕ ВЫСОКОГО УРОВНЯ РАЗВИТИЯ АТОМИЗМА
Противоречия между существовавшими представлениями классической физики и экспериментальными данными, полученными Э. Резерфордом, были решены в 1913 г. датским ученым Н. Бором, который сделал вывод о необходимости принятия принципиально новой теории — квантовой — для построения модели атома. Применимость квантовых представлений и разработка квантовой теории Н. Бором создали возможность систематизировать и объяснить огромный экспериментальный материал. Постулаты Бора правильно отражали закономерности движения частиц и давали возможность подойти к раскрытию внутренних процессов атома. Однако у теории Бора были недостатки:
1. Постулаты Бора являлись гениальной догадкой.
2. Рассматривая орбиты, Бор пользовался методами классической физики, а объяснял излучение с квантовой точки зрения, т. е. использовал как классические, так и квантовые представления.
3. Постулаты были промежуточной фазой между классической и квантовой механикой, которая была сформирована в 20-х гг. XX в.
Значение теории Бора:
? показала неправомерность абсолютизации классических принципов в физике;
? вскрыла ограниченность ньютоновских представлений;
? убедила научный мир в том, что господствующая физическая теория дает приблизительное, относительно верное описание явлений действительности и в процессе развития науки будет неизменно обогащаться, уточняться, полнее отражать действительность, способствуя созданию более последовательных фундаментальных теорий.
Это не означает, что отжившая теория теряет всякую научную ценность. Возникшая новая теория определяет границы применимости старой теории, т. е. указывает рамки ее применимости, использования и получения значительного научного эффекта.
Все это относится к теории Бора, так как она создала предпосылки для создания нового, более высокого уровня развития атомизма — квантовой теории атомных процессов.
3.5. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ СТРОЕНИЯ АТОМА
Квантовая теория строения атома — это определенный раздел квантовой механики, объясняющий разнообразие свойств мельчайших частиц вещества. Основоположники ее — австрийский физик-теоретик Э. Шредин-гер, французский физик Л. де Бройль и немецкий физик-теоретик В. Гейзенберг — показали наличие у микрочастиц ряда новых особенностей, которые определяли характер современного атомизма:
? корпускулярно-волновой природы элементарных частиц;
? то, что волновые характеристики — это различные проявления единого материального образования. Исследования Л. де Бройля показали, что квантово-
механическая природа есть у всех видов материи. Классическая механика исключала возможность дифракции электрона, протона, нейтрона, а экспериментальные данные подтвердили гипотезу де Бройля и определили новый подход к пониманию процессов микромира.
Совершенно новыми оказались и свойства объектов современной атомистики. Принятые в классической механике понятия, характеризующие положение частицы в пространстве и ее движение, теряют теперь всякий смысл. В классической физике траектория давала возможность описать путь, она могла быть представлена в виде линии. В современном атомизме частицы не имеют траектории: можно лишь указать область пространства, в котором имеется определенная вероятность обнаружить частицу.
3.6. СУЩЕСТВЕННЫЕ ОСОБЕННОСТИ АТОМИЗМА XX в.
К существенным особенностям атомизма XX в. можно отнести следующие:
1. Состояние частицы не может быть определено классическими понятиями.
2. Вводится волновая функция, дающая полное кванто-во-механическое описание физического состояния частицы.
3. Обнаруживается всеобщая взаимопревращаемость элементарных частиц, обоснованная огромным экспериментальным материалом, которая выражает взаимную связь и взаимопревращение объектов микромира и свидетельствует о качественном многообразии форм материи и их взаимообусловленности.
Таким образом, открытие квантово-механических свойств привело к переосмыслению соотношения дискретности и непрерывности.
3.7. КОНТИНУАЛЬНАЯ КОНЦЕПЦИЯ
Сложившиеся к началу XIX в. представления о строении материи были односторонними и не давали возможности объяснить ряд экспериментальных факторов. Разработанная М. Фарадеем и Дж. Максвеллом в XIX в. теория электромагнитного поля показала, что признанная концепция не может быть единственной для объяснения структуры материи. В своих работах М. Фарадей и Дж. Максвелл показали, что поле — это самостоятельная физическая реальность.
Таким образом, в науке произошла определенная переоценка основополагающих принципов, в результате которой обоснованное И. Ньютоном дальнодействие заменялось близкодействием, а вместо представлений о дискретности выдвигалась идея непрерывности, получившая свое выражение в электромагнитных полях.
Вся обстановка в науке в начале XX в. складывалась так, что представления о дискретности и непрерывности материи получили свое четкое выражение в двух видах материи: веществе и поле, различие между которыми явно фиксировалось на уровне явлений микромира. Однако дальнейшее развитие науки в 20-е гг. показало, что такое противопоставление является весьма условным.
3.8. КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ
В 1900 г. М. Планк показал, что энергия излучения или поглощения электромагнитных волн не может иметь произвольные значения, а кратна энергии кванта, т.е. волновой процесс приобретает окраску дискретности. Идея Планка о дискретной природе света получили свое подтверждение в области фотоэффекта. Де Бройль открыл примерно в это же время у частиц волновые свойства (дифракция электрона).
Таким образом, частицы неотделимы от создаваемых ими полей и каждое поле вносит свой вклад в структуру частиц, обуславливая их свойства. В этой неразрывной связи частиц и полей можно видеть одно из наиболее важных проявлений единства прерывности и непрерывности в структуре материи.
Для характеристики прерывного и непрерывного в структуре материи следует также упомянуть единство корпускулярных и волновых свойств всех частиц и фотонов. Единство корпускулярных и волновых свойств материальных объектов представляет собой одно из фундаментальных противоречий современной физики и конкретизируется в процессе дальнейшего познания микроявлений. Изучение процессов макромира показали, что прерывность и непрерывность существуют в виде единого взаимосвязанного процесса. При определенных условиях макромира микрообъект может трансформироваться в частицу или поле и проявлять соответствующие им свойства.
3.9. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ
В соответствии с достижениями квантовой физики основополагающим понятием современного атомизма является понятие элементарной частицы, но им присущи такие свойства, которые не имели ничего общего с атомизмом древности.
Развитие физики микромира показало неисчерпаемость свойств элементарных частиц и их взаимодействий. Все частицы, имеющие достаточно большую энергию, способны к взаимопревращениям, но при соблюдении ряда законов сохранения. Число известных элементарных частиц постоянно растет и превышает уже 300 разновидностей, включая неустойчивые резонансные состояния. Важнейшим свойством частицы является ее масса покоя. По этому свойству частицы делятся на 4 группы:
1. Легкие частицы — лептоны (фотон, электрон, позитрон). Фотоны не имеют массы покоя.
2. Частицы средней массы — мезоны (мю-мезон, пи-мезон).
3. Тяжелые частицы — барионы. К ним относятся нуклоны — составные части ядра: протоны и нейтроны. Протон — самый легкий барион.
4. Сверхтяжелые — гипероны. Устойчивых разновидностей немного:
? фотоны (кванты электромагнитного излучения);
? гравитоны (гипотетические кванты гравитационного поля);
? электроны;
? позитроны (античастицы электронов);
? протоны и антипротоны;
? нейтроны;
? нейтрино — самая загадочная из всех элементарных частиц.
Нейтрино было открыто в 1956 г., тогда как название его было дано в 1933 г. Э. Ферми, а гипотезу о его существовании высказал в 1930 г. швейцарский физик В. Паули. Нейтрино играет большую роль в космических процессах во всей эволюции материи во Вселенной. Время их жизни практически бесконечно. По подсчетам ученых, нейтрино уносят значительную долю излучаемой звездами энергии. Наше Солнце теряет за счет излучения нейтрино примерно 7% энергии, на каждый квадратный сантиметр Земли перпендикулярно солнечным лучам ежесекундно падает примерно 300 миллионов нейтрино. Однако они не регистрируются нашими органами чувств и приборами ввиду их слабого взаимодействия с веществом. Дальнейшая судьба этого излучения неизвестна, но, очевидно, нейтрино должно вновь включиться в круговорот материи в природе. Скорость распространения нейтрино равна скорости света в вакууме.
Особенностью элементарных частиц является то, что большинство из них могут возникать при столкновении с другими частицами достаточно высокой энергии: протон большой энергии превращается в нейтрон с испусканием пи-мезона. При этом элементарные частицы распадаются на другие: нейтрон — на электрон, протон и антинейтрино, а нейтральный пи-мезон — на два фотона. Пи-мезоны, таким образом, являются квантами ядерного поля, объединяющими нуклоны и ядра.
В ходе развития науки открываются все новые свойства элементарных частиц. Взаимная обусловленносто свойств частиц свидетельствует о сложной их природе, наличии многогранных связей и отношений. В зависимости от специфики элементарной частицы может появиться тот или иной вид взаимодействия: сильное, электромагнитное, слабое. Сильное взаимодействие обуславливается ядерными силами, оно обеспечивает устойчивость атомных ядер. Электромагнитные взаимодействия, слабые взаимодействия — в процессах распада нейтронов, радиоактивных ядер и предполагают участие в этих взаимодействиях нейтрино. Слабые взаимодействия в 1010—1012 раз слабее сильных. Этот вид взаимодействий в настоящее время достаточно хорошо изучен.
У большинства элементарных частиц есть античастицы, отличающиеся противоположными знаками электрических зарядов и магнитных моментов: антипротоны, антинейтроны и т.д. Из античастиц могут быть образованы устойчивые атомные ядра и антивещество, подчиняющееся тем же законам движения, что и обычное вещество. В больших количествах антивещество в космосе не обнаружено, поэтому существование «антимира», т.е. галактик из антивещества является проблематичным.
Таким образом, с каждым новым открытием строение микромира уточняется и оказывается все более сложным. Чем глубже мы уходим в него, тем больше новых свойств обнаруживает наука.
3.10. ВЫВОДЫ
1. Наука идет по пути дальнейшего познавания все новых свойств неисчерпаемости материального мира.
2. Современный атомизм обогащает и конкретизирует такие основные категории, как единство мира, неисчерпаемость материи, всеобщая взаимосвязь и взаимодействие материальных объектов и т.п.
ТЕМА 4. СТРУКТУРНЫЕ УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ. МИКРО-, МАКРО- И МЕГАМИРЫ
4.1. МАТЕРИЯ. ВСЕОБЩИЕ АТРИБУТЫ МАТЕРИИ
Слово «материя» многозначно. В быту им пользуются для обозначения той или иной ткани. Иногда придают иронический смысл, говоря о «высокой материи». Человека окружает множество различных вещей и процессов: животные и растения, машины и инструменты, химические соединения, произведения искусства, явления природы и т.д. Современная астрономия сообщает, что видимая Вселенная насчитывает сотни тысяч звезд, звездных туманностей и других небесных тел. У всех предметов и явлений, несмотря на их разнообразие, есть общая черта: все они существуют вне сознания человека и независимо от него, т.е. являются материальными. Люди открывают все новые и новые свойства природных тел и процессов, производят бесконечное множество несуществующих в природе вещей, следовательно, материя, как уже отмечалось выше, неисчерпаема.
Из свойств материальных объектов можно выделить всеобщие, универсальные, называемые атрибутами. К всеобщим атрибутам материи относятся: связь, взаимодействие, движение, пространство и время, структурность, системная организация, вечность во времени, структурная и пространственная бесконечность, способность к саморазвитию, отражение, единство прерывности и непрерывности, о котором говорилось выше.
Материя и ее атрибуты несотворимы и неуничтожимы, существуют вечно и бесконечно разнообразны по форме своих проявлений. Все явления в мире обусловлены естественными материальными связями и взаимодействиями, причинными отношениями и законами природы. В этом смысле в мире нет ничего сверхъестественного и противостоящего материи. Человеческая психика и сознание тоже определяются материальными процессами в мозгу человека и являются высшей формой отражения внешнего мира.
4.2. СТРУКТУРА И СИСТЕМНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ МАТЕРИИ
Структурность и системная организация материи относятся к числу ее важнейших атрибутов, выражают упорядоченность существования материи и те конкретные формы, в которых она проявляется.
4.2.1. Структура материи
Под структурой материи обычно понимают ее строение в макромире, т.е. существование в виде молекул, атомов, элементарных частиц и т.д. Это связано с тем, что человек является макроскопическим существом и для него привычными являются макроскопические масштабы, поэтому понятие структуры ассоциируется обычно с различными микрообъектами.
Но если рассматривать материю в целом, то понятие структуры материи будет охватывать также макроскопические тела, все космические системы мегамира, причем в любых сколь угодно больших пространственно-временных масштабах. С этой точки зрения, понятие «структура» проявляется в том, что она существует в виде бесконечного многообразия целостных систем, тесно взаимосвязанных между собой, а также в упорядоченности строения каждой системы. Такая структура бесконечна в количественном и качественном отношениях.
4.2.2. Структурная бесконечность материи
Проявлениями структурной бесконечности материи выступают:
? неисчерпаемость объектов и процессов микромира;
? бесконечность пространства и времени;
? бесконечность изменений и развития процессов.
Из всего многообразия форм объективной реальности эмпирически доступной всегда остается лишь конечная область материального мира, которая ныне простирается в масштабах от 10-15 до 1028 см, а во времени — до 2х109 лет.
4.3. СИСТЕМНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КАК АТРИБУТ МАТЕРИИ
Структурность и системная организация материи относятся к числу важнейших ее атрибутов. Они выражают упорядоченность существования материи и те ее конкретные формы, в которых она проявляется.
Материальный мир един: мы подразумеваем, что все его части — от неодушевленных предметов до живых существ, от небесных тел до человека как члена общества — так или иначе связаны.
Системой является то, что определенным образом связано между собой и подчинено соответствующим законам.
Системы бывают объективно существующие и теоретические, или концептуальные, т.е. существующие лишь в сознании человека.
Система — это внутреннее или внешнее упорядоченное множество взаимосвязанных и взаимодействующих элементов.
Упорядоченность множества подразумевает наличие закономерных отношений между элементами системы, которое проявляется в виде законов структурной организации. Внутренняя упорядоченность имеется у всех природных систем, возникающих в результате взаимодействия тел и естественного саморазвития материи. Внешняя характерна для созданных человеком искусственных систем: технических, производственных, концептуальных и т.п.
4.4. СТРУКТУРНЫЕ УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ
Структурные уровни материи образованы из определенного множества объектов какого-либо класса и характеризуются особым типом взаимодействия между составляющими их элементами.
Критерием для выделения различных структурных уровней служат следующие признаки:
? пространственно-временные масштабы;
? совокупность важнейших свойств;
? специфические законы движения;
? степень относительной сложности, возникающей в процессе исторического развития материи в данной области мира;
? некоторые другие признаки.
4.4.1. Микро-, макро- и мегамиры
Известные в настоящее время структурные уровни материи могут быть выделены по вышеперечисленным признакам в следующие области.
1. Микромир. Сюда относятся:
? частицы элементарные и ядра атомов — область порядка 10-15
см;
? атомы и молекулы 10-8
—10-7
см.
2. Макромир: макроскопические тела 10-6
—107
см.
3. Мегамир: космические системы и неограниченные масштабы до 1028
см.
Разные уровни материи характеризуются разными типами связей.
1. В масштабах 10-13
см — сильные взаимодействия, целостность ядра обеспечивается ядерными силами.
2. Целостность атомов, молекул, макротел обеспечивают электромагнитные силы.
3. В космических масштабах — гравитационные силы.
С увеличением размеров объектов уменьшается энергия взаимодействия. Если принять энергию гравитационного взаимодействия за единицу, то электромагнитное взаимодействие в атоме будет в 1039
больше, а взаимодействие между нуклонами — составляющими ядро
частицами — в 1041
раз больше. Чем меньше размеры материальных систем, тем более прочно связаны между собой их элементы.
Деление материи на структурные уровни носит относительный характер. В доступных пространственно-временных масштабах структурность материи проявляется в ее системной организации, существовании в виде множества иерархически взаимодействующих систем, начиная от элементарных частиц и кончая Метагалактикой.
Говоря о структурности — внутренней расчлененности материального бытия, можно отметить, что сколь бы ни был широк диапазон мировидения науки, он тесно связан с обнаружением все новых и новых структурных образований. Например, если раньше взгляд на Вселенную замыкался Галактикой, затем расширился до системы галактик, то теперь изучается Метагалактика как особая система со специфическими законами, внутренними и внешними взаимодействиями.
4.4.2. Структурные уровни различных сфер
В современной науке широко используется метод структурного анализа, при котором учитывается системность исследуемых объектов. Ведь структурность — это внутренняя расчлененность материального бытия, способ существования материи. Структурные уровни материи образованы из определенного множества объектов какого-либо вида и характеризуются особым способом взаимодействия между составляющими их элементами, применительно к трем основным сферам объективной действительности эти уровни выглядят следующим образом.
| СТРУКТУРНЫЕ УРОВНИ МАТЕРИИ
|
№
п/п
|
Неорганическая природа
|
Живая природа
|
Общество |
| 1
|
Субмикроэлементарный |
Биологический макромоле-
кулярный
|
Индивид |
| 2
|
Микроэлементарный |
Клеточный |
Семья |
| 3
|
Ядерный |
Микроорганический |
Коллективы |
| 4
|
Атомарный |
Органы и ткани |
Большие социальные группы (классы, нации) |
| 5
|
Молекулярный |
Организм в целом |
Государство (гражданское общество) |
| 6.
|
Макроуровень |
Популяции |
Системы государств |
| 7
|
Мегауровень (планеты, звездно-планетные системы, галактики) |
Биоценоз |
Человечество в целом |
| 8
|
Метауровень (метагалактики) |
Биосфера |
Ноосфера |
Каждая из сфер объективной действительности включает в себя ряд взаимосвязанных структурных уровней. Внутри этих уровней доминирующими являются координационные отношения, а между уровнями — субординационные.
Системное исследование материальных объектов предполагает не только установление способов описания отношений, связей и структуры множества элементов, но и выделение тех из них, которые являются системообразующими, т.е. обеспечивают обособленное функционирование и развитие системы. Системный подход к материальным образованиям предполагает возможность понимания рассматриваемой системы более высокого уровня. Для системы обычно характерна иерархичность строения, т.е. последовательное включение системы более низкого уровня в систему более высокого уровня.
Таким образом, в структуру материи на уровне неживой природы (неорганической) входят элементарные частицы, атомы, молекулы (объекты микромира, макротела и объекты мегамира: планеты, галактики, системы метагалактик и т.д.). Метагалактику часто отождествляют со всей Вселенной, но Вселенная понимается в предельно широком смысле этого слова, она тождественна всему материальному миру и движущейся материи, которая может включать в себя множество метагалактик и других космических систем.
Живая природа также структурирована. В ней выделены уровень биологический и уровень социальный. Биологический уровень включает подуровни:
? макромолекул (нуклеиновые кислоты, ДНК, РНК, белки);
? клеточный уровень;
? микроорганический (одноклеточные организмы);
? органов и тканей организма в целом;
? популяционный;
? биоценозный;
? биосферный.
Основными понятиями данного уровня на последних трех подуровнях являются понятия биотоп, биоценоз, биосфера, требующие пояснения.
Биотоп — совокупность (сообщество) особей одного и того же вида (например, стая волков), которые могут скрещиваться и воспроизводить себе подобных (популяции).
Биоценоз — совокупность популяций организмов, при которых продукты жизнедеятельности одних являются условиями существования других организмов, населяющих участок суши или воды.
Биосфера — глобальная система жизни, та часть географической среды (нижняя часть атмосферы, верхняя часть литосферы и гидросферы), которая является средой обитания живых организмов, обеспечивая необходимые для их выживания условия (температуру, почву и т.п.), образованная в результате взаимодействия биоценозов (см. ТЕМУ 17.2).
Общая основа жизни на биологическом уровне — органический метаболизм (обмен веществом, энергией и информацией с окружающей средой) — проявляется на любом из выделенных подуровней:
? на уровне организмов обмен веществ означает ассимиляцию и диссимиляцию при посредстве внутриклеточных превращений;
? на уровне экосистем (биоценоза) он состоит из цепи превращений вещества, первоначально ассимилированного организмами-производителями при посредстве организмов-потребителей и организмов-разрушителей, относящихся к разным видам;
? на уровне биосферы происходит глобальный круговорот вещества и энергии при непосредственном участи факторов космического масштаба.
На определенном этапе развития биосферы возникают особые популяции живых существ, которые, благодаря своей способности к труду образовали своеобразный уровень — социальный. Социальная действительность в структурном аспекте разделяется на подуровни: индивидов, семьи, различных коллективов (производственных), социальных групп и т.д.
Структурный уровень социальной деятельности находится в неоднозначно-линейных связях между собой (например, уровень наций и уровень государств). Переплетение разных уровней в рамках общества порождает представление о господстве случайности и хаотичности в социальной деятельности. Но внимательный анализ обнаруживает наличие в нем фундаментальных структур — главных сфер общественной жизни, которыми являются материально-производственная, социальная, политическая, духовная сферы, имеющие свои законы и структуры. Все они в определенном смысле субординированы в составе общественно-экономической формации, глубоко структурированы и обуславливают генетическое единство общественного развития в целом.
Таким образом, любая из трех областей материальной действительности образуется из ряда специфических структурных уровней, которые находятся в строгой упорядоченности в составе той или иной области действительности.
Переход от одной области к другой связан с усложнением и увеличением множества образованных факторов, обеспечивающих целостность систем. Внутри каждого из структурных уровней существуют отношения субординации (молекулярный уровень включает атомарный, а не наоборот). Закономерности новых уровней несводимы к закономерностям уровней, на базе которых они возникли, и являются ведущими для данного уровня организации материи. Структурная организация, т.е. системность, является способом существования материи.
ТЕМА 5. СТРУКТУРА И ЕЕ РОЛЬ В ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВЫХ СИСТЕМ
5.1. СИСТЕМА И ЦЕЛОЕ
Система — это комплекс элементов, находящихся во взаимодействии. В переводе с греческого это целое, составленное из частей, соединение.
Претерпев длительную историческую эволюцию, понятие система с середины XX в. становится одним из ключевых научных понятий.
Первичные представления о системе возникли в античной философии как упорядоченность и ценность бытия. Понятие система сейчас имеет чрезвычайно широкую область применения: практически каждый объект может быть рассмотрен как система.
Каждая система характеризуется не только наличием связей и отношений между образующими ее элементами, но и неразрывным единством с окружающей средой.
Можно выделить различные типы систем:
? по характеру связи между частями и целым — неорганические и органические;
? по формам движения материи — механические, физические, химические, физико-химические;
? по отношению к движению — статистические и динамические;
? по видам изменений — нефункциональные, функциональные, развивающиеся;
? по характеру обмена со средой — открытые и закрытые;
? по степени организации — простые и сложные;
? по уровню развития — низшие и высшие;
? по характеру происхождения — естественные, искусственные, смешанные;
? по направлению развития — прогрессивные и регрессивные.
Согласно одному из определений, целое — это то, у чего не отсутствует ни одна из частей, состоя из которых, оно именуется целым. Целое обязательно предполагает системную организованность его компонентов.
Понятие целого отражает гармоническое единство и взаимодействие частей по определенной упорядоченной системе.
Родственность понятий целого и системы послужило основанием для не совсем верного их полного отождествления. В случае системы мы имеем дело не с отдельным объектом, а с группой взаимодействующих объектов, взаимно влияющих друг на друга. По мере дальнейшего совершенствования системы в сторону упорядоченности ее компонентов, она может перейти в целостность. Понятие целого характеризует не только множественность составляющих компонентов, но и то, что связь и взаимодействие частей являются закономерными, возникающими из внутренних потребностей развития частей и целого.
Поэтому целое есть особого рода система. Понятие целого является отражением внутренне необходимого, органического характера взаимосвязи компонентов системы, причем иногда изменение одного из компонентов с неизбежностью вызывает то или иное изменение в другом, а нередко и всей системы.
Свойства и механизм целого как более высокого уровня организации по сравнению с организующими его частями не могут быть объяснены только через суммирование свойств и моментов действия этих частей, рассматриваемых изолированно друг от друга. Новые свойства целого возникают в результате взаимодействия его частей, поэтому, чтобы знать целое, надо наряду со знанием особенностей частей знать закон организации целого, т.е. закон объединения частей.
Поскольку целое как качественная определенность является результатом взаимодействия его компонентов, необходимо остановиться на их характеристике. Являясь составляющими системы или целого, компоненты вступают в различные отношения между собой. Отношения между элементами могут быть разделены на «элемент — структура» и «часть — целое». В системе целого наблюдается подчиненность частей целому. Система целого характерна тем, что она может создать недостающие ей органы.
5.2. ЧАСТЬ И ЭЛЕМЕНТ
Элемент — это такой компонент предмета, который может быть безразличен к специфике предмета. В категории структуры могут найти отношение связи и отношения между элементами, безразличными к его специфике.
Часть — это тоже составной компонент предмета, но, в отличие от элемента, часть — это компонент, который не безразличен к специфике предмета как целого (например, стол состоит из частей — крышки и ножек, а также элементов — скрепляющих части шурупов, болтов, которые можно применять для крепления других предметов: шкафов, тумб и т.д.)
Живой организм как целое состоит из многих компонентов. Одни из них будут просто элементами, другие в то же время и частями. Частями являются лишь такие компоненты, которым присущи функции жизни (обмен веществ и т.д.): внеклеточное живое вещество; клетка; ткань; орган; система органов.
Всем им присущи функции живого, все они выполняют свои специфические функции в системе организации целого. Поэтому часть — это такой компонент целого, функционирование которого определено природой, сущностью самого целого.
Кроме частей в организме имеются и другие компоненты, которые сами по себе не обладают функциями жизни, т.е. являются неживыми компонентами. Это элементы. Неживые элементы имеются на всех уровнях системной организации живой материи:
? в протоплазме клетки — зерна крахмала, капли жира,
кристаллы;
? в многоклеточном организме к числу неживых компонентов, не обладающих собственным обменом веществ и способностью к самовоспроизведению, относятся волосы, когти, рога, копыта, перья.
Таким образом, часть и элемент составляют необходимые компоненты организации живого как целостной системы. Без элементов (неживых компонентов) невозможно функционирование частей (живых компонентов). Поэтому только совокупное единство и элементов и частей, т.е. неживых и живых компонентов, составляет системную организацию жизни, ее целостность.
5.2.1. Соотношение категорий часть и элемент
Соотношение категорий часть и элемент весьма противоречиво. Содержание категории часть отличается от категории элемент: элементами являются все составные компоненты целого, независимо от того, выражается в них специфика целого или нет, а частями являются лишь те элементы, в которых непосредственно выражена специфика предмета как целого, поэтому категория части уже категории элемента. С другой стороны содержание категории части шире категории элемента, так как лишь определенная совокупность элементов составляет часть. И это можно показать применительно к любому целому.
Значит, существуют определенные уровни или границы в структурной организации целого, которые отделяют элементы от частей. В то же время различие между категориями часть и элемент являются весьма относительными, так как они могут взаимопревращаться, например, органы или клетки, функционируя, подвергаются разрушению, значит, из частей превращаются в элементы и наоборот, они снова строятся из неживого, т.е. элементов, и становятся частями. Элементы, не выведенные из организма, могут превращаться в солевые отложения, которые уже являются частью организма, причем довольно нежелательной.
5.2.2. Взаимодействие части и целого
Взаимодействие части и целого состоит в том, что одно предполагает другое, они едины и друг без друга существовать не могут. Не бывает целого без части и наоборот: нет частей вне целого. Часть становится частью лишь в системе целого. Часть приобретает свой смысл только благодаря целому, так же как и целое есть взаимодействие частей.
Во взаимодействии части и целого ведущая, определяющая роль принадлежит целому. Части организма не могут самостоятельно существовать. Представляя собой частные приспособительные структуры организма, части возникают в ходе развития эволюции ради целого организма.
Определяющую роль целого по отношению к частям в органической природе как нельзя лучше подтверждают явления автотомии н регенерации. Ящерица, схваченная за хвост, убегает, оставив кончик хвоста. То же самое происходит с клешнями крабов, раков. Автотомия, т.е. самоотсечение хвоста у ящерицы, клешней у крабов и раков, является защитной функцией, способствующей приспособлению организма, выработавшейся в эволюционном процессе. Организм жертвует своей частью в интересах спасения и сохранения целого.
Явление автотомии наблюдается в тех случаях, когда организм способен восстановить утраченную часть. Недостающая часть хвоста у ящерицы вырастает заново (но, правда, один раз). У крабов и раков тоже часто вырастают отломанные клешни. Значит, организм способен сначала потерять часть ради спасения целого, с тем чтобы потом эту часть восстановить.
Явление регенерации еще больше свидетельствует о подчиненности частей целому: целое обязательно требует выполнения в той или иной мере утраченных частей. Современная биология установила, что регенерационной способностью обладают не только низкоорганизованные существа (растения и простейшие), но и млекопитающие.
Существует несколько видов регенерации: восстанавливаются не только отдельные органы, но и целые организмы из отдельных его участков (гидра из кольца, вырезанного из середины ее тела, простейшие, коралловые полипы, кольчатые черви, морские звезды и т.д.). В русском фольклоре нам известен Змей-Горыныч, у которого добры-молодцы отрубали головы, тут же снова выраставшие... В общебиологическом плане регенерация может рассматриваться как способность взрослого организма к развитию.
Однако определяющая роль целого по отношению к частям не означает, что части лишены своей специфики. Определяющая роль целого предполагает не пассивную, а активную роль частей, направленную на обеспечение нормальной жизни организма как целого. Подчиняясь в общем системе целого, части сохраняют относительную самостоятельность и автономность. С одной стороны, части выступают как компоненты целого, а с другой — они сами являются своеобразными целостными структурами, системами со своими специфическими функциями и структурами. В многоклеточном организме из всех частей именно клетки представляют наиболее высокий уровень целостности и индивидуальности.
То, что части сохраняют свою относительную самостоятельность и автономность, позволяет проводить относительную самостоятельность исследования отдельных систем органов: спинного мозга, вегетативной нервной системы, систем пищеварения и т.д., что имеет большое значение для практики. Пример тому — исследование и раскрытие внутренних причин и механизмов относительной самостоятельности злокачественных опухолей.
Относительная самостоятельность частей в большей мере, чем животным, присуща растениям. Им свойственно образование одних частей из других — вегетативное размножение. Каждому, наверное, в своей жизни приходилось видеть привитые, например, на яблоне черенки других растений.
5.3. ДИАЛЕКТИЧЕСКОЕ ЕДИНСТВО ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ И ИНТЕГРАЦИИ ЧАСТЕЙ
Все изменения в организме и его частях идут в направлении наилучшего приспособления к постоянно меняющимся условиям окружающей среды. Французский зоолог М. Эдвардо говорил: «Природа совершенствует организм преимущественно посредством разделения труда». Тело живого организма как животного, так и растения похоже на мастерскую, где органы как члены мастерской функционируют для обеспечения жизнедеятельности организма как целого. У более совершенных организмов каждая часть выполняет свою определенную функцию, отличную от других. О степени дифференциации целого организма можно судить по числу разнородных частей. Но дифференциация органов организма не беспредельна: новые функции и новые органы появляются не в силу неограниченного стремления организма к разнообразию, а в силу строгой необходимости. Прежде чем прибегать к новым средствам, организм исчерпывает все средства, которыми располагает. Новые функции и новые органы появляются только тогда, когда старые функции и старые органы не удовлетворяют возрастающим потребностям организма.
Правильная оценка принципа дифференциации содержится у Ч. Дарвина: лучшим определением высоты организации служит степень дифференциации частей, а естественный отбор и приводит именно к этому в силу того, что отдельные части получают возможность с большим успехом выполнять свои функции.
С позиции естественного отбора, по Ч. Дарвину, можно выделить следующие причины и факторы, обеспечивающие дифференциацию частей:
1. Приспособление организма к окружающей среде — основной фактор, обеспечивающий прогрессивную дифференциацию частей.
2. Необходимость разнообразить строение тела, так как чем разнообразнее строение тела, тем легче тело будет приспосабливаться к окружающей среде. Ч. Дарвин сказал: «Наибольшая сумма жизни осуществляется при наибольшем разнообразии строения».
3. Тенденция к приобретению наиболее совершенных форм, так как естественный отбор действует путем сохранения форм, обладающих преимуществами перед другими. Это ведет к постепенному повышению организации, лучшим выражением которой является дифференциация и специализация частей.
4. Осуществление единства с окружающей средой. Дифференциация является формой усиления и усложнения связей между организмом и средой.
5. Дифференциация происходит в единстве с противоположным процессом — интеграцией, т.е. объединением и соподчинением частей в системе целого.
Тогда возникает вопрос: как же объяснить существование наряду с высшими множества низших форм? Оказывается, высокое развитие высших форм не влечет за собой обязательное вымирание тех групп, которые устроены проще, но непосредственно не конкурируют с высшими формами. Низшие формы будут долго сохраняться, если они хорошо приспособлены к более простым условиям существования.
Таким образом, возрастание дифференциации частей у организмов по мере прогрессивной эволюции является не абсолютным, а относительным. Эволюцию простейших Ч. Дарвин объяснял увеличением числа однородных частей, т.е. полимеризацией. В процессе эволюции выполнение той или иной функции закрепляется за соответствующей частью организма, естественный отбор усиливает такую специализацию и ограничивает возможность ее изменения в другом направлении.
5.4. ВЗАИМОСВЯЗЬ ЕДИНИЧНОГО И ОБЩЕГО
Каждое явление так или иначе связано с бесчисленным множеством других явлений, которые вследствие взаимодействия с ним вносят в него соответствующие изменения. Но все, что неповторимо в явлении, что присуще только ему и отсутствует у других явлений, составляет единичное. Единичным выступают папиллярные узоры поверхности концов пальцев, так как у каждого человека они свои, неповторимые. Единичным для каждой нации является неповторимое в ее культуре, психологическом складе, языке, традициях, обычаях и т.д.
Обладая неповторимыми чертами, свойствами, каждое отдельное явление составляет часть единой материи, звено в бесконечной цепи ее развития. Поэтому каждое явление наряду с неповторимым должно иметь повторяющееся, свойственное не только ему, но и другим явлениям. Повторяющееся в явлениях, то, что присуще не одному, а многим явлениям, составляет общее. Общим в том или ином человеке является то, что он является разумным существом, его сознание отражает его общественное бытие и т.д., т.е. все то, что свойственно не только ему, но и другим людям.
Взаимосвязь единичного и общего проявляется как взаимосвязь целого и части. Ни общее, ни единичное не обладают самостоятельным существованием. Всякое общее лишь приблизительно охватывает предметы, всякое отдельное не полностью входит в общее, так как наряду с общим, отдельные предметы имеют единичное, наряду с повторяющимися свойствами — неповторимые. Существуя в отдельных предметах, единичное и общее органически связаны между собой и при определенных условиях переходят друг в друга: единичное становится общим, а общее — единичным.
Это наглядно иллюстрируется при анализе процесса возникновения и исчезновения тех или иных свойств и материальных образований живой природы. Оказываясь при расселении в различных условиях жизни, особи приобретают те или иные приспособленческие функции и свойства, которые по мере усиления тех или иных условий превращаются в общие свойства, характеризующие вначале разновидность, а затем и вид в целом. Если взять эти особи одного и того же вида из разных мест, отличающихся определенными чертами окружающей среды, или степень проявления этих черт, то можно обнаружить все ступени превращения того или иного свойства из единичного отклонения в общее свойство вида и, наоборот, общего свойства — в единичное.
5.5. ИНТЕГРАЦИЯ ЧАСТЕЙ
Как уже отмечалось, дифференциация — это разделение целого на части, а интеграция — это объединение соподчинением частей системе целого. При объединении системы, т.е. при переходе к макроуровню, происходит образование новой структуры, обладающей новыми специфическими качествами. Целое характеризуется новыми качествами и свойствами, не присущими отдельным частям, но возникающим в результате их взаимодействия в определенной системе связей.
Например, атомы различных химических элементов, известных из таблицы Д. Менделеева, соединяясь друг с другом, образуют молекулы. Разновидностей молекул уже сотни тысяч: примерно 50 тысяч неорганических, около миллиона органических. Если взять две молекулы водорода и одну молекулу кислорода, то из них можно получить две молекулы воды, но это совсем не означает, что молекула воды «унаследует» свойства составляющих ее частей. Получается совершенно новое образование, отличающееся даже агрегатным состоянием.
Химические элементы натрий и хлор, взятые порознь, не обладают теми свойствами, какими обладает их соединение — известная всем поваренная соль. Однако как один атом кислорода и два атома водорода, из которых состоит вода, так и атомы натрия и хлора, из которых строится молекула поваренной соли, являясь частями целого, не теряются в этом целом, не сливаются с его качеством, а сохраняют свою специфическую качественную определенность, обладают известной особенностью и самостоятельностью, что позволяет им занимать в целом строго определенное место и играть строго определенную роль.
Целое всегда имеет особые свойства, отсутствующие у его частей, и не равно сумме элементов, не объединенных системообразующими связями. При сложении системного целого образующаяся интеграция подчиняется иным законам формирования, функционирования и эволюции.
Группа отдельно рассматриваемых деревьев, как и одно дерево, — еще не лес. Для леса необходимо сочетание всех его экологических компонентов, составляющих именно эту экосистему, образование собственного биологического климата и т.п.
Процессы сборки в мире неживой природы очень сложны. Отсюда ясно, сколь же глубоки они в мире живого вещества и общества. Механическое сосредоточение химических элементов, тканей, органов не даст организма в целом, для этого требуются системная целостность, обмен веществ и множество других свойств данной биосистемы.
Рассматривая объединение отдельных элементов в систему, неизбежно сталкиваемся с необходимостью рассматривать ее как некоторый процесс, учитывающий ее историю, неопределенность, наследственность.
Существует специальная наука о поведении животных — этология. Она изучает также особенности поведения стадных животных. Стадо северных оленей, например, становится стадом и начинает обладать присущими стаду свойствами лишь при достижении определенной численности. Несколько отдельных оленей, даже если они находятся вместе, не проявляют тех свойств совместного поведения, которые свойственны большому стаду. Если в стадо попадают домашние животные, то они в первую очередь становятся добычей волков.
Таким образом:
? чтобы изучить поведение стада, его свойства как некоторой системы, недостаточно знать поведение отдельных животных. Механизм сборки особей — процесс, требующий неизмеримо большего, чем изучение поведения отдельных животных. Этот процесс порождает определенное кооперативное поведение, обеспечивает оптимальное функционирование системы;
? в процессе сборки возникают новые системные свойства, не выводимые из свойств объектов более низкого уровня. При переходе к изучению общественных характеристик человеческого общества это свойство коллективов и любых организаций общества приобретает важнейшее значение. В проблеме же коэволюции (т.е. совместного эволюционного развития) — решающее;
? развитие нашего мира на всех его уровнях — это некоторый процесс непрерывного возникновения и разрушения новых систем, новых организационных структур. Механизмы сборки, определяющие процессы становления этих структурных систем, возникновение новых свойств, нового качества являются стержнем всего мирового развития.
5.5.1. Свойства интеграции
Как уже говорилось, в случае сложноорганизованных объектов целое несводимо к сумме частей. Эта особенность любого целостного образования, которую можно назвать свойством интеграции, позволяет понять и все остальные черты целого. К этим чертам относятся:
? возникновение нового в процессе развития;
? появление новых типов целостности;
? разделение целостных систем на органические и неорганические, основанное на том, что в неорганической системе (атом, молекула) свойства частей хотя и отражают природу целого, но все же определяются внутренней природой частей, тогда как в органической системе (биологические и социальные объекты) свойства частей целиком определяются свойствами целого.
Между частями и целым существует не простая функциональная зависимость, а значительно более сложная система разнокачественных связей, субординаций, управления, структурных, генетических связей и т.п., в рамках которых причина одновременно выступает как следствие, как предпосылка. Взаимосвязь частей такова, что она представляется не в виде линейного причинного ряда, а в виде своеобразного замкнутого круга, внутри которого каждый элемент связи является условием другого и обусловленного им.
Современное познание разрешает и известный познавательный парадокс: как познать целое раньше части, если это предполагает знание частей раньше целого? Он осуществляется одновременно? Выделяя части, мы анализируем их как элементы данного целого, в результате синтеза целое выступает как состоящее из частей. Изучение частей является единственным возможным путем изучения целого. В то же время результаты исследования частей входят в систему научного знания лишь благодаря тому, что они выступают как новое знание о целом.
5.5.2. Три механизма сборки
Рассматривая алгоритм сборки частей в целое, можно выделить три механизма сборки:
? механический детерминизм;
? связь по типу корреляции;
? связь по типу субординации.
5.5.2.1. Механический детерминизм
Детерминизм — это учение о закономерной, необходимой связи всех событий и явлений и их причинной обусловленности.
Механическому детерминизму подчинена при сборке вся неживая природа. В живой природе связь частей по принципу механической детерминации наиболее рельефно проявляется при наблюдении за ранними стадиями развития эмбриона. Исследование подобных связей получило применение в экспериментальной эмбриологии, которая сумела показать, каким образом формируется развитие первого зачатка, и этим глубоко раскрыла суть процессов формообразования в индивидуальном развитии.
Историческая полемика вокруг проблемы целостности складывалась так, что, ориентируясь лишь на механическую детерминацию частей в целом, сводили высшие типы целого лишь к простой сумме составляющих его частей.
Это приводило к формированию витализма как одного из ведущих направлений в сфере биологического познания. Виталистические представления были довольно широко распространены в биологии периода XVIII — начала XIX в. Стремительное развитие биологического познания, накопление большого количества новых данных, бурное развитие исследований все больше свидетельствовали о том, что организм не является простым агрегатом атомов, молекул, клеток, что процессы жизнедеятельности нельзя объяснить лишь механическим воздействием, аддитивным суммированием элементарных физико-химических составляющих. Задача теоретико-познавательного осмысления этих данных, создания концепций целостности, преодолевающих ограниченность механицизма и витализма, была поставлена с новой остротой.
5.5.2.2. Связь по типу корреляции
Коррелятивное взаимодействие частей — это такая форма связи, при которой осуществляется взаимозависимая детерминация множества частей. В этой взаимозависимой детерминации основание детерминируется следствием: одна часть влияет на другую, которая, в свою очередь, изменяясь определенным образом, оказывает действие на причину, ее вызывающую. Например, существует корреляция между безрогостыо коз и их короткошерст-ностью, голубыми глазами и глухотой у белых кошек и т.д. Можно привести примеры с демонстрациями, митингами, где возникают связи по типу корреляции.
Таким образом, связь по типу корреляции представляет собой такое взаимодействие, когда всякое изменение одной части отражается на остальных, и, в свою очередь, является ответом на изменение других частей, воздействующих на нее.
5.5.2.3. Связь по типу субординации
Связь по типу субординации подразумевает происхождение коррелированных частей из какой-то единой, общей основы. Самым существенным выражением господствующего отношения субординирующего фактора является преодоление ими замкнутого круга равнозначного отношения частей при коррелятивной связи и обеспечение саморазвития целостной системы. Саморазвитие живой системы является формой самоорганизации системы, причем достаточно своеобразной. Своеобразие ее заключается в том, что если саморегулирующиеся системы неживой природы являются конечными, угасающими, т.е. неспособными к самовоспроизведению самостоятельно, без активного вмешательства и поддержки внешних факторов, то саморегуляция живой природной системы характеризуется способностью к самовоспроизведению на основе самостоятельного создания внутренних предпосылок существования.
На уровне общественного проявления принцип субординации наиболее ярко проявляется на примере армии.
ТЕМА 6. НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ В МИРЕ. ПРИНЦИП НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
6.1. НЕУСТРАНИМОСТЬ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
Состояние неопределенности интуитивно знакомо каждому человеку. Это:
? смутное беспокойство;
? неумение оценить ситуацию и сделать правильный выбор;
? непонимание сути происходящего из-за отсутствия каких-то звеньев;
? разлад между намерениями человека и результатом его деятельности;
? неадекватная оценка и т.д.
Все это заставляет сомневаться, колебаться, задумываться. «Что день грядущий мне готовит?» — этот вопрос, указывающий на быстротечность событий, мешает жить в согласии с собой и миром. Поэтому естественно стремление освободиться от смутных предположений и замешательства, перейти к точным определениям, прояснить ситуацию и действовать так, чтобы каждый поступок не вызывал мучительных колебаний.
Можно выделить бросающиеся в глаза видимые причины неопределенности:
? это и бурлящий водоворот жизненных стихий, который захватывает и поглощает так, что сами события наступают быстрее, чем требуется времени для их прогнозирования;
? и недостаточно глубокое проникновение в природу вещей;
? и поверхностность путанных, субъективных переживаний;
? и огромный массив недальновидных и неразумных человеческих деяний и т. д.
Но за всеми ними стоит глубинная порождающая основа неопределенности — всеобщая стохастичность, т.е. случайность.
Народный эпос богат пословицами, нацеливающими на неминуемую встречу с неопределенностью. Присказка «Пойди туда — не знаю куда, принеси то — не знаю что» — пример целевой неопределенности, а «В некотором царстве, в некотором государстве» или «За тридевять земель, в тридесятом царстве» — примеры пространственной неопределенности. Есть и весьма отрезвляющие замечания в фольклоре: «Знал бы, где упасть, — там соломки постлал бы». Здесь неопределенность включает в себя всю полноту изменений, всю их новизну. Мы не знаем, что нас ждет, но возможно ли точное знание о событиях будущего и нужно ли такое знание ждущему?
Если неопределенность плоха и удручающа, а определенность так хороша и комфортна, то почему так притягательны удивление, наслаждение новизной, надежды, желания, пульсация жизни? Почему действительность не сочетается с самыми лучшими предначертаниями и самыми точными формулами?
Оставшаяся в наследство от классической науки ориентация на строго однозначную закономерность тускнеет перед картинами многовариантного процесса развития. Сегодня стало практической явью не логическое единообразие, а ветвящаяся графика отклонения от прямой, не гарантированная направленность к заведомо прогрессивным формам, а постоянное воспроизведение ситуации выбора.
Неопределенностные процессы обнаруживаются в громадном массиве реалий действительности. В сфере социально-политических отношений они дают о себе знать:
? неожиданными коллизиями;
? резкими сменами исторических декораций;
? бессистемностью массовых Движений;
? проявлениями совокупностей непреднамеренных последствий и побочных продуктов целесообразной деятельности человека.
Независимо от того, осознана или нет природа неопределенности, она живет во всеобщей системе взаимодействий, выступая реальным компонентом развития. Сами по себе процессы неопределенности, как и процессы определенности, не являются ни чем-то сугубо отрицательным, ни чем-то исключительно положительным. Они пронизывают ткань бытия, обнаруживают себя в поведении сложных систем и таким образом НЕУСТРАНИМЫ.
6.2. НЕОПРЕДЕЛЕННОСТНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ИСКУССТВЕ
В обозримую протяженность нашей эпохи неопреде-ленностные процессы настойчиво вводятся новейшими направлениями искусства. Порожденные временем такие авангардистские течения, как кубизм, футуризм, абстракционизм, сюрреализм, экспрессионизм, импрессионизм, постимпрессионизм и т.д., являются автографами XX в., отражающими его неопределенность. Они размывают классическую определенность форм, пытаются выразить смысл, сводя к минимуму предметность. В авангардизме проступает стремление быть чем-то большим, чем просто искусством, упорядочивающим бытие при помощи символических идеальных средств. Авангардизм претендует на собственный тип существования в бытии, которое утратило способность сохранять и восстанавливать порядок.
6.2.1, Кубизм
Кубизм характеризуется многоосевой системой изображения мира, где сдвинутые оси, несмотря на твердость граней, рождают ощущение неустойчивости. Кубизм — это модернистское течение в изобразительном искусстве первой четверти XX в. Возникновение кубизма относят к 1907 г., когда П. Пикассо написал картину «Авиньонские девицы», необычную по своей острой гротескности: деформированные, огрубленные фигуры, изображенные без каких-либо оттенков светотени и перспективы как комбинация расположенных на плоскости объектов. В 1908 г. в Париже образовалась группа, куда входили также Ж. Брак, X. Грис, где сложились и были последовательно выражены основные принципы кубизма.
Сведя к минимуму изобразительно-познавательные задачи искусства, кубизм выдвинул на первый план формальные эксперименты:
? конструирование объемной формы на плоскости;
? выявление простых, устойчивых геометрических форм;
? разложение сложных форм на простые.
Они изображали предметный мир в виде комбинаций правильных геометрических объемов: куба, шара, цилиндра, конуса. Кубизм своим рождением знаменовал решительный разрыв с традициями реалистического искусства. Кубизм, таким образом, — это искусство, тяготеющее к аналитическому началу. Для кубизма характерны также многоцветные живописные композиции, образованные плоскими фрагментами каких-либо предметов.
Геометрические объемные формы появились в 1910 г. в скульптуре. Так, французский скульптор Лоран и другие мастера создают произведения, в которых реальный изобразительный мотив трансформируется в композицию, где эти формы приобретают самодовлеющее значение и исходный мотив угадывается с трудом, иногда лишь при помощи названия.
Кубисты создавали новые формы многомерной перспективы. Разлагая объект на геометрические формы, художники изображали его с самых разных сторон, в том числе и обычно невидимых. На картинах пересекались различные плоскости и геометрические фигуры. Таким образом, кубисты пытались обнаружить некий энергетический центр объекта, его внутреннее содержание.
Кубизм явился предшественником многих позднейших модернистских течений. Так, например, дальнейшим развитием кубизма стал созданный К. Малевичем супрематизм. Мир его картин вне земного притяжения: на белом фоне — символе чистого света — как бы парят геометрические фигуры, лишенные всяких содержательных элементов в беспредельном космосе. Наиболее известным произведением Малевича стал «Черный квадрат». Помещая на белом фоне уравновешенную форму черного идеального квадрата, Малевич создавал символ вечного противостояния двух сил: света и тени, небытия и жизни, прошлого и неизвестного будущего. У Малевича прослеживается приверженность миру идеальных геометрических тел, парящих в идеальном духовном космосе искусства.
Эти поиски мастеров авангарда не следует рассматривать как поиски совершенства технического мастерства. Это были поиски в духе философии того времени.
6.2.2. Футуризм
Футуризм накладывает на видение настоящего динамику форм, устремленных в будущее. Футуризм (от лат. futurum — будущее) — авангардистское направление в европейском искусстве 10—20-х гг. XX в. Стремясь создать искусство будущего, футуризм отрицал традиционную культуру, особенно ее нравственные и художественные ценности, культивировал урбанизм, т.е. эстетику машинной индустрии и большого города, переплетение документального материала и фантастики. В живописи футуристы использовали пересечения, сдвиги, наплывы форм, многократные повторения мотивов, как бы суммируя впечатления, полученные в процессе стремительного движения.
6.2.3. Абстракционизм
Абстракционизм, т.е. «без-предметность», «без-образ-ность», — направление в искусстве XX в., отказывающееся от изображения реальных предметов и явлений в живописи, скульптуре, графике. Абстракционизм отрицал познавательные задачи художественного творчества, явился крайним проявлением модернизма. Это течение в искусстве возникло в 10-х гг. XX в. как анархический вызов общественным вкусам, а в конце 40-х — начале 60-х гг. принадлежало к наиболее распространенным и воинствующим явлениям. Некоторые течения, такие как уже упоминавшийся супрематизм, неопластицизм, перекликались с поисками нового в архитектуре и художественной промышленности, создавали упорядоченные конструкции из линий, геометрических фигур и объемов. Другие, такие как ташизм, стремились выразить стихийность, бессознательность творчества в динамике пятен или объемов.
Абстракционизм — таково конечное, пиковое достижение авангарда, это реализация мечты романтиков о создании творения искусства максимально бесплотного и воплощающего лишь духовное тело.
6.2.4. Экспрессионизм
Экспрессия — это выразительность, яркое выражение
чувств, настроений, мыслей. Экспрессионизм — направление в литературе и искусстве первой четверти XX в., провозгласившее единственной реальностью субъективный духовный мир человека, а его выражение — главной целью искусства. Оно выражало протест против чувства обреченности и ужаса перед унижением человека, перед войнами. Установки экспрессионизма вели к болезненной напряженности эмоций, гротескной изломанности, деформации мира.
Многие представители экспрессионизма стали на путь создания крайне модернистских, в том числе абстрактных произведений.
6.2.5. Сюрреализм
Сюрреализм вскрывает подсознательные смысловые пласты и воспроизводит иррационально-мотивированные способы восприятия мира. В буквальном смысле слова — это сверхреализм. Сюрреализм — модернистское направление в искусстве XX в., провозгласившее источником искусства сферу подсознания, т.е. инстинкты, сновидения, галлюцинации. Методом сюрреализма стали разрыв логических связей и замена их субъективными ассоциациями. Ярким представителем сюрреализма стали такие художники, как Э. Неизвестный, С. Дали. Главными чертами сюрреализма стали противоестественность сочетаний предметов и явлений, изображенных со значительной достоверностью.
6.2.6. Импрессионизм
Импрессионизм (от фр. impression — впечатление) — направление в искусстве последней трети XIX — начала XX в., представители которого стремились наиболее естественно запечатлеть реальный мир в его подвижности и изменчивости, передать свои мимолетные впечатления. Фактуру предмета художники заменяли фактурой самой живописи. Их лозунгом было: «Художник должен писать только то, что он видит, и так, как он видит». Свободное построение композиции, подвижные контуры форм, окутанных воздухом, острота ракурсов, раздельность мазков, не совпадающих с абрисом предмета, исчезновение локального цвета, насыщенность тона изменчивым светом — все это было направлено на воплощение явлений, которые импрессионисты заново открыли и стремились зафиксировать с чисто оптической достоверностью.
Первую выставку картин семеро неизвестных тогда живописцев — К. Моне, О. Ренуар, К. Писсаро, А. Сислей, Э. Дега, П. Сезанн, Б. Моризо — устроили весной 1874 г. в центре Парижа на углу бульвара Капуцинок. Это были люди зрелого возраста, объединенные ненавистью к фальши официального искусства и решимостью искать правду, невзирая на трудности.
Взаимоотношение света, цвета и тени — вот центральный пункт, в котором сталкивались мнения. Вместо того чтобы просто изображать природу, они выражали свою любовь к ней. Камиль Коро говорил своим ученикам: «Никогда не теряйте первого впечатления, которое вас взволновало». Глядя на картины Коро, на его пейзажи, полные тихой радости или светлой грусти, поражаешься богатству оттенков. Такая живопись обогащала зрение и чувства, помогая по-новому услышать голос природы, понять ее слитность с человеческой душой. Это искусство возникло из воли к свободе, оно демократично по своей природе.
Работая на открытом воздухе, К. Моне, К. Писсаро, А. Сислей создавали ощущение сверкающего солнечного света, богатства красок природы, растворения объемных форм и вибрации света и воздуха. Разложение сложных тонов на чистые цвета, создаваемые накладываемыми на холст отдельными мазками из расчета на оптическое смещение их в глазу зрителя, цветные тени порождали беспримерно светлую и трепетную живопись. Кроме живописцев (американец Дж. Уинслер, немец М. Либер-ман, русский К. Коровин) интерес импрессионизма к мгновенному движению, текучей форме восприняли скульпторы О. Ролен, М. Россо, музыканты К. Дебюсси, М. Равель, П. Дюка и др., для произведений которых характерна передача таких настроений, психологических нюансов.
6.2.7. Постимпрессионизм
Постимпрессионизм — понятие очень широкое, включающее в себя разнообразные явления. «Пост» означает «после» импрессионизма. Это течение в живописи возникло во Франции как реакция на импрессионизм с его интересом к случайному и мимолетному. Восприняв от импрессионизма чистоту и звучность цвета, постимпрессионизм повысил интерес к философии и символическим аспектам. К постимпрессионистам относятся Сера, Синьяк, Ван Гог, Гоген, Сезанн, Тулуз-Лотрек, Боннар и др.
Период постимпрессионизма длился около двадцати лет, захватив начало XX столетия, затем наступила другая эра в искусстве. О рождении современности возвестило творчество Матисса, Дерена, Ван Донгена, Вламинка, Марке, Пикассо, объединившихся вокруг художника Анки Руссо.
6.3. НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ В БИОЛОГИИ
Неопределенность получила мощное подкрепление со стороны биологии. Явление мутации, вызванное проникновением в клетки мутантов среды в виде химических соединений, ионизирующих излучений и т.п. и изменяющих их генетическую программу, может быть сравнено с теорией квантов, так как в нем также происходит скачкообразное изменение свойств. Происходит нарушение генетического кода: вместо нормального развития живого организма, предначертанного природой, наступает мутация — отступление от нормы. В теории квантов также нет промежуточных ступеней между двумя соседними энергетическими уровнями. Как утверждал Шредингер, мутации действительно обязаны своим происхождением квантовым скачкам в молекуле. Однако еще Ч. Дарвин фиксировал неопределенностную изменчивость видов как отсутствие изначальной приспособленческой направленности. И его выводы были тем более значимы, что описывали макроэффекты неопределенностных процессов, наблюдаемых в области биологической эволюции (см. ТЕМУ 19.2.3.3).
6.4. НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ В ПРОБЛЕМАХ КИБЕРНЕТИКИ И КОМПЬЮТЕРНОЙ СВЯЗИ
В середине XX в. неопределенность заявила о себе как проблема кибернетики и компьютерной связи, В работах основателей кибернетики Н. Винера, К. Шеннона, Р. Хартли сама информация стала пониматься как нечто, что измеряется количеством неопределенности и устраняет ее. Неопределенность в теории информации К. Шеннона характеризовалась невозможностью однозначно предсказать, какой сигнал будет выбран источником сообщений или невозможностью однозначно предсказать последовательность состояний источника статистической информации. Многочисленные неполадки в компьютерах на космических станциях являются ярким примером проявления неопределенности.
6.5. ПРИНЦИП НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
Исторически сложилось так, что в собственном терминологическом обличии проблема неопределенности выступила лишь в XX в. в великом открытии немецкого физика Гейзенберга (1927 г.). В принципе неопределенности Гейзенберга утверждается, что имеется две пары величин, характеризующих макросистему, которые не могут быть известны одновременно с бесконечной степенью точности. Неопределенность проявилась в отношении измерения координаты микрочастицы и ее импульса. Получается, что нельзя одновременно знать координату частицы, т.е. ее местоположение в пространстве, и скорость: чем точнее определена скорость, а значит, и импульс частицы, тем большая неопределенность будет в значении координаты. Это означает, что микрочастицу в принципе невозможно однозначно локализовать в пространстве и времени, ее местоположение Может быть представлено лишь вероятностно. Квантово-механические эффекты показали, что неопределенность вряд ли можно обойти и тем более опустить как несуществующую. Эта неточность свойственна самой природе систем, которые мы рассматриваем, и является отражением того предела, которого достигли наши знания о микромире.
Таким образом, принцип неопределенности — это фундаментальное положение квантовой теории, утверждающей, что любая физическая система не может находиться в состояниях, в которых координаты ее центра инерции и импульс принимают вполне определенное значение. Никакой эксперимент не может привести к одновременному точному определению таких динамических переменных. При этом неопределенность в определении связана не с несовершенством экспериментальной техники, а с объективными свойствами материи. Отсюда следует, что понятия координаты и импульса не могут быть применены в классическом смысле к микроскопическим объектам.
Согласно корпускулярно-волновому дуализму состояние частицы полностью определяется лишь волновой функцией. Частица может быть обнаружена в любой точке пространства, в которой волновая функция отличается от нуля. Это означает, что при проведении серии экспериментов значения будут вероятностными.
6.6. НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ И СЛУЧАЙ — РЕАЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ РАЗВИТИЯ
Феномен неопределенности связан с довольно простым фактом — признанием действительности движения, относительно свободного от нормативных предписаний, фатальной предзаданности и умозрительного конструирования моделей будущего. Многовариантность хода событий и открытость будущего делает собственный организм суверенным в отношении указанных конечных целей.
Выражения типа «устранение неопределенности», «преодоление неопределенности», «борьба со случаем» и т.п. — не более чем метафоры, льстящие всемогуществу человека. Они наполняются содержанием лишь в той нише, где случайность понимается как невыясненная закономерность, а неопределенность происходит исключительно из-за недостатка нашего знания. Конечно, такое толкование имеет место, но оно слишком фрагментарно и поэтому ограниченно. Пытаться напрочь расквитаться с неопределенностью, устранить и исчерпать ее — значит витать в сферах выдуманного мира, где все предсказуемо, объяснено и объяснимо. Неопределенность, как и случай, — реальные компоненты развития, объективные характеристики жизнедеятельности человека. Убывая «здесь» и «теперь», неопределенность возрождается «там» и «тогда». Она имеет корни в основных условиях бытия и в этом смысле неустранима.
Можно ли жить в согласии с собой и с миром, взяв в голову идею неопределенности? Посильна ли она людям? Ведь ни справиться с ней, ни устранить ее невозможно. Но, с другой стороны, неопределенность обуславливает полноту всех изменений, открытость будущего, порождение нового и небывалого. А как можно лишиться полноты и небывалости жизни? В чем же тогда состоит людская мудрость: в том, чтобы бесстрашно жить, не зная завтрашнего дня, или в том, чтобы этот день предвидеть?
Философские системы древности и Нового времени при достаточно откровенном скепсисе к познанию тяготели к принятию постулата определенности бытия. Неопределенности же отдавали лишь сферу познания.
Мир так устроен, что случайность и неопределенность — его объективные характеристики, они пронизывают все уровни организации материи. Проблема неопределенности свойственна проблеме нестабильности мира, возникновению порядка из хаоса. Она занимает ведущее место в той концептуальной парадигме, где необратимость временных процессов становится реальностью, где есть место новообразованиям и уникальным событиям.
6.7. СФЕРЫ ПРОЯВЛЕНИЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ. ВИДЫ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
Неопределенность может быть понята как взаимодействие, обремененное множеством возможных результатов. Этим понятием фиксируется ситуация невыявленности реального будущего.
Можно выделить следующие сферы проявления неопределенности:
? неопределенность, принадлежащая самому объекту;
? неопределенность, возникающая в познавательном отношении субъекта к объекту;
? неопределенность, принадлежащая лишь субъекту. Эволюционный подход отличает следующие виды
неопределенности:
1. В зависимости от отнесения их к первичному абиотическому уровню.
2. «Запоминание» случайного выбора на уровне биосферы.
3. Неопределенностные ситуации, связанные с человеческой жизнедеятельностью.
Правомерно различие первичной и производной неопределенности.
Первичная неопределенность содержится в самом фундаменте природы, когда наличие множества возможных результатов объясняется тем, что одни потенциальные события, содержащиеся в некотором событии, обуславливают или детерминируют одни результаты, а другие потенциальные события — совершенно другие результаты.
Производная неопределенность некоторого события состоит в том, что при его осуществлении не известно, какое из множества более элементарных событий имеет место.
Можно также говорить о ретроспективной неопределенности, т.е. неопределенности прошлого, порождающей причины настоящего и будущего, и перспективной неопределенности, связанной с неоднозначностью взаимодействия причины и следствия, с тем, что последующее состояние системы не является единственным, а связано с необходимостью выбора из некоторого множества возможных состояний.
При прогнозировании научно-технического прогресса необходимо обращать внимание на неопределенность, связанную с внедрением той или иной научной информации, а также с возможностью определения точных характеристик техники будущего, сроков и средств их создания. Значение имеют также неопределенность, вызванная ограничением знания на том или ином этапе прогнозирования, и статистическая неопределенность сложных процессов.
Имеет смысл напомнить о постоянно существующей константной неопределенности, которая закладывается в начальных условиях любых расчетов и исчислений и с течением времени, возрастая, превращается в неопределенность конечного результата.
В зависимости от видов причин выделяется уже упоминавшаяся выше статистическая и эпистемологическая неопределенность. Статистическая неопределенность задается поведением самого объекта, здесь субъект, принимающий решение, как бы отходит на задний план. Под статистической неопределенностью понимается состояние, при котором можно абстрагироваться от субъективного элемента в вероятностном описании процессов и взаимодействий сложных систем. При эпистемологической неопределенности каждый исход имеет известную вероятность наступления, причем предполагается, что принимающему решения субъекту эти вероятности известны.
В поле этой неопределенности существенную роль играет неконтролируемая или не полностью контролируемая и поэтому не поддающаяся принципиальному разделению на элементы деятельность человека.
Завершая перечисление видов и типов неопределенности, можно еще указать на так называемую имманентную и гетерономную неопределенность. Первая имеет место, когда горизонт предпочтений меняется, но типологическая узнаваемость событий и процессов сохраняется. Например, человек, избравший ту или иную профессию, может достичь в рамках положенного высших ступеней, а может остаться на первоначально заданном квалификационном уровне. При наличии вариантов типологическое единообразие сохранено. В ситуациях, когда будущее приобретает принципиально отличительное качество от состояний и потенций, обозначенных ранее, речь идет о гетерономной неопределенности. Примером могут служить судьбы великих мира сего, которые при стечении обстоятельств оторвались от приоритетов, заданных первоначальной социализацией, и были заброшены в никем не прогнозируемые и не просматриваемые изначально сферы деятельности.
6.8. ПАРАДОКС НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
Парадокс неопределенности — в принятии неопределенности, что является залогом прочного мироустройства. На первый взгляд, устойчивое мироустройство неопределенность исключает. Она может привести к чему угодно — только не к сохранению стабильности и устоявшегося. Ей более свойственно разметаться в хаосе, и поэтому столь «зыбкой» почве стоит больших усилий удержаться в рамках устойчивости и постоянства.
Однако стремление к «эпохе процветания» не отменяет перемен, желания жить, преодолевая хаос собственного бытия, не укладывается в метрику подчинения жесткой норме. «Великий зодчий», именуемый Природой, не так бесхитростен и безыскусен, чтобы позволить не скрыть в себе тайну. Мир, загадочный и очевидный одновременно, претендует на всеприятие себя в мистериях страстей и множественных ликов. Не определившаяся реальность «завтра» еще удивит путника своей непрожитой новизной и небывалостью. Неопределенность, не принятая в расчет, существовать не перестанет. Резкие, взрывные перемены, обрушившиеся на неадаптированную личность, неспособную воспринимать реальную вероятность взаимодействий, могут привести к потере жизнеспособности, к сильным потрясениям. Поэтому ощущается потребность так сориентироваться в бытии, чтобы адекватно взаимодействовать с миром.
В условиях, когда прошлое уже определено и его нельзя изменить, а суждения о будущем возможны только в виде вопросов, ведущей становится УСТАНОВКА НА ЖИЗНЬ, испытывающую и преодолевающую воздействия мира.
Подчиняясь напору жизненного потока, человек наслаждается подлинностью своего существования. Настоящее становится тем более ценным, что будущее — всегда самое большое неизвестное нашей жизни. Его неопределенность заставляет концентрировать творческую энергию в реальном, настоящем. Созидание «здесь» и «теперь» становится делом первостепенной важности, не терпящем отлагательства («не откладывай на завтра то, что можно сделать сегодня»). Каждый человек оставляет за собой право организовать пространство своего жизнеобитания. Элементами, скрепляющими каркас жизнеустройства, являются:
? ежедневное сопротивление хаосу жизни;
? обустройство в пределах своего удела;
? установление норм и правил;
? соблюдение режима и распорядка и т.п.
Таким образом, неизвестность будущего заставляет снимать выбор напряжений концентрацией энергии в созидании настоящего. В этом и состоит суть и оправдание парадокса неопределенности: залог прочного мироустройства — в принятии неопределенности бытия.
ТЕМА 7. ХАОС И ПОРЯДОК. ПОРЯДОК И БЕСПОРЯДОК В ПРИРОДЕ
7.1. ХАОС
С точки зрения нашей современной науки, да и с точки зрения здравого смысла, мир вообще не может приниматься вне содержащихся в нем закономерностей. Но если бы все сводилось только к закономерностям, мир перестал бы быть миром и превратился в математические уравнения.
7.1.1. Этимология понятия «хаос»
Хаос в переводе с греческого (chaos) означает бесформенное состояние мира, бесконечное пространство, неупорядоченную первопотенцию мира. Хаос — понятие, происходящее от греческого «зев», «зияние», разверстое пространство. Как первичное бесформенное состояние материи и первопотенция мира, хаос, разверзаясь, извергает из себя ряды животворно оформленных элементов. В досократовской философии хаос — это начало всякого бытия. Ферекид отождествлял хаос с водой как первопотенцией. Это начало и конец бытия, принцип универсального порождения и всевмещающего поглощения. В трактовке хаоса присутствует интуиция воды. Фалес считал, что мир возник из воды (принятием такого взгляда можно объяснить значение воды в жизни). Ферекид воду также называет хаосом, заимствовав это у Гесиода, который считал, что прежде всего возник хаос. Можно предположить, что отождествление хаоса с водяной стихией — это результат соединения с первообразом Океана, который является прародителем всего у Гомера.
Впечатляет первое историческое описание хаоса — сказание о Всемирном потопе. Воды хлынули из-под земли, вздувшись до горных вершин. Разрушительный ливень, буря, смерч, гроза, т.е. великая катастрофа, уничтожившая почти весь человеческий род. История эта очень широко распространена по всему миру.
Хаос Гесиода — это некое вместилище мира, мировое пространство, которое ассоциируется с образом зияющей темной «бездны», «зияющим разрывом». Древнегреческое слово хаос происходит от глагола «хайно», что означает «раскрываюсь», «разверзаюсь». Хаос Гесиода — это безначальное, всеобнимающее и порождающее начало. Его поддерживал и Аристотель.
У Еврипида хаос — это пространство между небом и землей. Впоследствии хаос начинает пониматься как первозданное беспорядочное состояние элементов, но с присоединением творчески оформляющего начала.
У неоплатоников хаос выступает в качестве начала, производящего разъединение и становление в умопостигаемом мире.
Хаос наделен формообразующей силой не только в интуициях античного мира. Не только Левкипп и Демокрит впускают в свою космогоническую теорию всеобщее рассеяние вещества, вихри и беспорядочное движение атомов. Лукреций говорил о разрушении законов рока, об отклонении от первоначал. Платон, описывая рождение Вселенной, даже предполагает вид беспорядочной причины вместе со всеми способами действия.
Хаос как беспорядочное буйство стихий все раскрывает, разверстывает, всему дает возможность выйти наружу. В этом качестве он выступает как основа мировой жизни, как нечто живое, животворное. К такому пониманию в большей мере тяготела языческая Эллада, чем Рим. В трагедиях Сенеки многократно встречается взывание страдающих и гибнущих к всепоглощающему хаосу. Героев трагедий римлянина Сенеки хаос страшит. Он мрачен, слеп и алчен и всякий раз готов поглотить в разверстой бездне отчаявшихся и обезумевших.
В Греции же хаос — жизнерадостный, жизнью упоенный, славящий вакханалии, олицетворен культом Диониса (в греческой мифологии бога виноградарства и виноделия). Но бог животворящих восторгов никогда не был богом обилия и покоя в достигнутой цели. Он — бог бесчисленных возможностей, бесконечно разверзающихся в несказанной полноте и силе и через миг исчезающих для новой смены — такова блистательная характеристика Дионисова культа.
Впоследствии Н. Бердяев писал: «Два противоположных начала легли в основу формации русской души —
? природная, дионисическая, языческая стихия и
? аскетически-монашеское православие».
«В русской душе всегда сохраняется доныне дионисический, экстатический элемент». Примером могут служить русские народные песни.
Итак, хаос совмещает в себе принципы универсального порождения и универсального поглощения, является излюбленным образом античной философии на протяжении всей ее истории. Хаос — это не только буйство слепых стихий, сумбур необузданных страстей и желаний, искушение абсурдным действием. Это еще рождение новых возможностей, их спонтанное появление в бурлящем, клокочущем вихре перемен. Слепой и алчный хаос делает непостижимым тайну хаоса творческого. Философская мудрость, связывающая настоящее и далекое прошлое, призвана делать человека зрячим, постигающим хаос не только как буйство слепых стихий, но и как лоно вечного становления.
7.1.2. Хаос и мифы
Этот вопрос уже частично затронут в предыдущем изложении.
Мифология — это совокупность мифов, рассказов, предания, повествования о жизни богов, героев, демонов, духов. Одна из существенных особенностей мифотворчества заключена в стремлении компенсировать фундаментальную потребность всего живого способствовать понижению меры хаоса. Заполняя пустоты неведомого («природа не терпит пустоты»), расширяя могущество человека до масштабов всеведения, миф всегда был направлен на упорядочивание чувственной сферы.
Но жизнь социального организма не строится по законам мифов. Поиски принципов гармонизации мира как целого выступали ведущей чертой философских систем, начиная от Сократа и кончая Хакеном, творцом синерге-. тики — теории самоорганизации (см. ТЕМУ 16.1.2).
Зло и мрак, хаос и бездна не вписываются во всеобщую гармонию и мыслились изначально как чуждые. Неузнаваемо искажая зеркальное отражение божественной красоты, они пугали существо, устремленное к всеобщей благодати, и поэтому объявлялись запредельными и вытеснялись на «тот свет». И тем не менее искусство и литература увековечили тему «пляски смерти», а демонология и демономания приобрели широкое распространение.
7.1.3. Примеры хаоса
Хаос — широко распространенное нелинейное явление, которое встречается во всех дисциплинах. Это реальное устойчивое явление. Наверняка, многие исследователи обращали свой взор на хаос, приняв его за шум. Однако хаос возникает не только в искусственных системах, но и в любых системах, в том числе и в живых, где встречается нелинейность.
Проявление хаоса разнообразно. Это турбулентные клубы сигаретного дыма; водный след за судном на подводных крыльях; вихреобразное образование по ходу плывущего судна; «штопор» самолет при выходе из «пике»; внезапная потеря управления космическим кораблем; неожиданная выдача ЭВМ огромного потока случайных данных; разрушительное действие компьютерного вируса; возникновение фибрилляции сердца у сердечного больного; случайное перемещение магнитных полюсов Земли за последнее тысячелетие.
Хаос — это события, способные приводить к катастрофам. Потеря устойчивости рождает турбулентность. Не случайно в восточной философии распространен графический образ хаоса в виде завихрений. Вихреобразные рисунки и аналогичная символика на японских кимоно — наиболее узнаваемые признаки восточной символики, интуитивно навевающие образ хаоса. Возникающий мир дает начало всем вещам и миру в природе.
Сообщения о тех или иных проявлениях хаоса встречаются почти во всех научных дисциплинах: астрономии, физике, биологии, биофизике, химии, машиноведении, геологии, медицине, математике, теории плазмы, общественных науках и т.д.
В теории хаоса хаос представляет собой довольно необычную форму поведения какой-либо системы в уравновешенном состоянии. Характер системы оказывается настолько чувствительным к начальным условиям, что долговременное прогнозирование поведения становится невозможным.
Сейчас появилась новая наука — синергетика, которая делает своим предметом выявление наиболее общих закономерностей спонтанного структурирования, но о ней говорится в отдельной теме (см. ТЕМУ 16).
7.1.4. Социологизация понятий порядка и хаоса
Современная ситуация в мире характеризуется резко обострившимися процессами хаотизации, поглотившими столь желанную упорядоченность. На хаос бытовой, проявляющийся в проявлении множества воль, интересов, создающий сумятицу в экономике, накладывается хаос потревоженного естества, заявивший о себе все разрастающимся конфликтом мира естественного и мира искусственного. Если XVIII в. можно назвать сатиричным, XIX в. — патетичным, то XX в. можно назвать катастрофичным. Это хаос крупноисторического масштаба: первая мировая война, революция, вторая мировая и Отечественная войны, крушение политических режимов стран Восточной Европы, афганская и чеченская войны...
Социологизация понятий порядка и хаоса имели своим следствием принципиально отрицательные отношения к хаосогенным структурам и полное принятие упорядоченных. С новой силой прозвучал древнекитайский вывод из книги «Дао-дэ цзин»: «Непочитание мудрости, назначение на должность неспособных — в результате хаос в стране». Распространился призыв к тому, чтобы сильная рука приостановила сползание к хаосу. Хаос же отождествлялся с беспорядком и отражал такое состояние общественной системы, когда функционирование ее рассогласованных элементов было сопряжено с появлением предсказуемых последствий и вело к деградации и распаду.
Между тем такая понятная и даже оправданная в размеренном человеческом бытии позиция при своей абсолютности искажала картину мира. Она вступала в конфликт с естествознанием, представляющим процесс развития как взаимосвязь структурирования и хаотизации. Она была несовместима с видением мира, учитывающим не только особенности структурогенеза, но и разупорядочивания. Кроме того, социологизация категорий порядка и хаоса, выявляющая исключительно предпочтение порядку и негативное отношение к хаосу, шла вразрез с глубоко философской традицией.
7.1.5. Причины хаоса
Можно выделить ряд причин и обстоятельств, в результате которых происходит потеря устойчивости и переход к хаосу. К их числу относятся:
1. Шумы, внешние помехи, возмущающие факторы (хаос и шум часто отождествляют).
2. Наличие большого числа степеней свободы, которыми обладает система в процессе своего функционирования. Она может в этом случае реализовать совершенно случайные последовательности.
3. Достаточно сложная организация системы (например, хаос тропического леса).
4. «Эффект бабочки», суть которого сводится к тому, что нелинейные системы чрезвычайно чувствительны к начальным условиям и обладают свойством быстро разводить первоначально близкие траектории (мушка, летающая перед носом короля, принимающего важные решения, может вызвать изменения в целом государстве). Такое выражение, как «попасть под горячую руку», или приведенная ниже шуточная английская песенка могут явиться примером этой причины хаоса:
Не было гвоздя — подкова пропала. Не было подковы — лошадь захромала. Лошадь захромала — командир убит, Конница разбита, армия бежит. Враг вступает в город, пленных не щадя, Оттого, что в кузнице не было гвоздя.
7.2. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ МОДЕЛЬ СООТНОШЕНИЯ ПОРЯДКА И ХАОСА
Ретроспективный историко-философский анализ позволяет говорить о целом спектре концепций, осмысливающих взаимоотношение порядка и хаоса. Пространственная модель соотношения порядка и хаоса существует в двух вариантах.
Первый подход близок архаическому сознанию древних народов. В нем хаосу отводится периферия, т.е. все, что ниже упорядоченного мира, за его границами. Впоследствии понятие «вне» приобретает строгую направленность: хаос понимается как движение вниз, в недра, в глубины. Но он не только пугает буйством преисподней, но также и привлекает скрытыми там несметными богатствами и сокровищами. Богиня преисподней — Персефона — прославляет богатства земных недр, т.е. ее значение амбивалентно (амбивалентность — двойственность, когда один и тот же объект вызывает у человека одновременно противоположные чувства, например, любви и ненависти). Такое двойственное, амбивалентное восприятие хаоса бытует в народно-фольклорной литературе и по сей день: направление вниз свойственно всем формам народно-праздничного веселья и гротескного реализма. Направление вниз присуще дракам, побоям, ударам: царей и королей низвергают с трона, в драках сбрасывают на землю. Все завершенное, отжившее, ограниченное, устаревшее бросается в земной и телесный низ для смерти и нового рождения. В землю втаптывают, в нее хоронят, но в нее же и бросают зерно, т.е. завершают посев и собирают жатву.
Таким образом, первый вариант пространственной концепции взаимоотношений порядка и хаоса включает в себя понимание хаоса как периферии, удаленной от упорядоченного центра, а затем и от материально-телесного низа в его амбивалентной значимости.
Второй вариант этой концепции оформился еще у Аристотеля и стоиков. Хаос понимался ими как физическое место, необходимое для существования тел. Это разверстая бездна, пустота, т.е. хаос противопоставляется пространственной оформленности вообще и геометрической фигуре в частности. Последние потому и возможны, так как имеется первопотенция. Этот вариант близок к концепции, рассматривающей n-мерную длительность, которая несет в своем потоке и позволяет чередоваться хаотически неистовым и размеренным, упорядоченным фазам становления. Стадии мирового пожара чередуются с периодами восстановления.
7.3. ПОИСК МЕХАНИЗМОВ ОБЪЯСНЕНИЯ ПОРЯДКА И ХАОСА
О чем бы ни шла речь: о неистовых водных стихиях вихре, смерче, вулканическом извержении земной плазмы, — везде при характеристике хаоса бесспорным является чрезмерный, колоссальный переизбыток энергии. Поэтому при исследовании процессов хаотизации достаточно важным оказывается понимание его энергетической стороны.
В XX в. чуждые лирике физики доказали, что на макроуровне хаос выполняет функции генетического начала. Бесконечная «пляска» электронов во всем аналогична древнегреческому принципу спонтанного становления. Э. Шредингер, один из создателей квантовой механики, пришел к выводу, что «могущественный порядок точных физических законов возникает из атомной и молекулярной неупорядоченности». Ныне мы знаем, что вдали от равновесия могут спонтанно возникать новые типы структур. В сильно неравновесных условиях может совершаться переход от беспорядка, теплового хаоса, к порядку. Хаос может выступать как сверхсложная упорядоченность, а среда, предстающая перед нашим взором совершенно беспорядочным, случайным скоплением элементов, на самом деле включает в себя необходимое для рождения огромное число упорядоченных структур разного типа, сколь угодно сложных и законченных.
Хаос, беспорядок, стихийность, бесструктурность, сто-хастичность, как и порядок, гармония, структура, организация, — понятия достаточно близкие. Беспорядок — Это не только хаос. Хаос — это наличие испорченного порядка. Беспорядок — это такое состояние, когда налицо много вещей, но нет основания отличать одну вещь от другой. Порядок есть не что иное, как различимое отношение совокупности вещей. Говоря о неупорядоченном состоянии, имеют в виду идеал порядка, который в данном случае не реализуется. Случайное распределение — признаки, характеризующие хаосомность.
Оказывается, что высокая чувствительность к начальным условиям, приводящая к хаотическому и непредсказуемому поведению во времени, — это не исключение, а типичное свойство многих систем.
Э. Шредингер характеризует наличие двух механизмов, которые могут производить упорядоченные явления — статистический механизм, создающий порядок из беспорядка, которому следует ПРИРОДА, и новый механизм, создающий порядок из беспорядка, на котором базируется поведение живого вещества. Если система предоставлена сама себе, то она переходит из наименее вероятного состояния к наиболее вероятностному, тенденцией ей будет разупорядочивание, хаотизация. Все, что происходит в косной материи, увеличивает хаос в той части материи, где это происходит.
Живой организм противится переходу к атомарному хаосу. На протяжении своей непродолжительной жизни он проявляет способность поддерживать себя и производить упорядоченные явления. Организм обладает уникальным свойством — концентрировать в себе поток порядка, пить упорядоченность из внешней среды. В мире живого проявляется направленность к положительному приспособительному эффекту.
Работа с информацией в визуализированной форме графических образов открыла перед исследователями фантастический, завораживающий мир структур, скрывающийся за видимым хаотическим поведением окружающего мира, благодаря ЭВМ и компьютерам.
Г. Хакен считает, что существуют одни и те же принципы самоорганизации различных по своей природе систем, от электронов до людей. На их нахождение и направлена синергетика.
Ученые, работающие над проблемой самоорганизации материи, выделяют такую структуру, как аттракторы — притягивающие множества. Они как бы образуют центры, к которым тяготеют элементы. Когда, например, скапливается большое количество народа, почти невозможно пройти мимо и не примкнуть к ним. В обыденной жизни это называется любопытством, а в живом мире это получило название «сползание в точку скопления». Аттракторы притягивают и концентрируют вокруг себя стохастические элементы, которые как бы вбирают в себя хаос, одновременно структурируют Среду, являются участниками созидания порядка (можно вырастить кристаллы, поместив в концентрированный солевой раствор шерстяную нитку).
7.4. РОЛЬ ЭНТРОПИИ КАК МЕРЫ ХАОСА
Энтропия, в переводе с греческого, означает превращение. Это понятие впервые было введено в термодинамике для определения меры рассеяния энергии. В теории информации это понятие используется как мера неопределенности, возможность иметь разные исходы. Роль энтропии как меры хаоса стала очевидной после установления связи между механическими и тепловыми явлениями, открытия принципа сохранения энергии и понятия необратимости. Постоянный обмен энергии, лежащий в основе всех процессов, заставляет задумываться как о ее рассеянии, так и о ее источнике.
Все процессы в природе протекают в направлении увеличения энтропии. Термодинамическому равновесию системы, в которую не поступает энергия извне, соответствует состояние с МАКСИМУМОМ ЭНТРОПИИ. Равновесие, которому соответствует наибольший максимум энтропии, называется абсолютно устойчивым. Таким образом, увеличение энтропии системы означает переход в состояние, имеющее большую вероятность. Необратимые процессы протекают самопроизвольно до тех пор, пока система не достигнет состояния, которому соответствует наибольшая вероятность, а энтропия при этом достигает своего максимума.
Энтропия характеризует вероятность, с которой устанавливается то или иное состояние, и является мерой хаотичности или необратимости. Это мера беспорядка в системах атомов, электронов, фотонов и других частиц. Чем больше порядка, тем меньше энтропия. Деградация качества энергии означает увеличение беспорядка в расположении атомов и в характере электромагнитного поля внутри системы. То есть все процессы, «пущенные на самотек», всегда протекают так, что их беспорядок увеличивается.
7.5. ПОРЯДОК
Натурфилософская версия тяготела к двум возможным подходам в объяснении порядка: математизированному и организмическому.
7.5.1. Математизированный порядок
В рамках этого подхода было сформулировано убеждение, что только математика способна и позволяет открыть порядок там, где царил хаос. Оно делало самоценным математические изыскания, наделяя их высшим смыслом и порождая научную парадигму, в которой хаосу места нет. Хаос был изгнан из строго математической теории Галилея.
Отношение порядка упорядочивает элементы множества, на котором оно определено. Разнообразнейшие примеры структур представляют собой иерархии объектов, имеющих вид «деревьев». Определение порядка связано с индивидуальным строением упорядоченного множества. Если из двух натуральных чисел предшествующим считать меньшее, то натуральный ряд не только упорядочен, но и вполне упорядочен.
В математизированном подходе преобладают рассуждения, обосновывающие исчисление всех прошлых и будущих состояний Вселенной на основании того, что относительно какого-то момента известны все силы и положения частей.
7.5.2. Организмический стиль
Организмический подход основан на логике, что все существа произошли от существ, себе подобных, т.е. порождение подобного подобным. Этот тип исследования был свойствен и Аристотелю, так как основными факторами, на которые он опирался, были факты из жизни животных: процессы рождения организмов из семян (именно семена Анаксагор закладывал в основу всего сущего). Одним из главных источников аристотелевского мышления явилось наблюдение эмбрионального развития — высокоорганизованного процесса, в котором все взаимосвязано и внешне независимые события происходят, как бы подчиняясь глобальному плану. Подобно развивающемуся зародышу, вся аристотелевская теория построена на конечных причинах. Цель всякого изменения состоит в том, чтобы реализовать в каждом организме идеал его рациональной сущности.
В организмической версии будущее становится неизвестным не в силу изначальной определенности всех начальных положений объектов, начальных скоростей материальных частиц, действующих сил и результирующих дифференциальных уравнений. Будущее определено, так как содержится в потенции в зародышевом состоянии, в предшествующей основе. Вся информация о будущем дубе уже содержится в желуде. Организмический тип упорядоченности предполагает не просто упорядоченность, а типологически размеренную упорядоченность по восходящей линии, ориентирующуюся на достижение более совершенного и организованного состояния.
В XIX в. биологическая мысль взяла верх над математической, чему способствовало появление труда Ч. Дарвина. Форма эволюционного мышления обрела весомую объяснительную силу.
Даже государство имеет естественное происхождение, подобно живым организмам. Организмический тип развития предполагает к осуществлению лишь то, что заложено. Общество, система или индивид имеет внутри себя программу естественного развития, предполагающую весь спектр его функциональных возможностей. Понятие «закон» наряду с его традиционным значением «начало», имеет еще и такое значение, как «зародыш», «зачать». А следовательно, понятие «закон» включает в себя представление о начале, заключающем последующую программу поведения.
7.5.3. Психологическая версия порядка
В психологической версии ответа на вопрос об источнике порядка может быть суждение о том, что вся власть над миром сосредоточена в душе страждущего. Каждый человек несет в себе истинную суть мира. Знаменитый немецкий писатель Г. Гессе говорил: «В действительности любое Я, даже самое наивное, — не единство, а многосложный мир, это маленькое звездное небо, хаос форм степеней и состояний, наследственности и возможностей». И. Кант говорил, что больше всего его удивляют звездное небо над головой и внутренний мир внутри нас.
Стоит субъекту, мыслящему себя частью Вселенной, погрузиться в мир собственных переживаний, как он находит там сумбур бушующих страстей. А как страшен хаос в душе! Внезапность обрушившихся на человека эмоционально насыщенных мыслей-образов, сумбур необузданных страстей и желаний, искушение абсурдным действием... Человек утрачивает единство своего Я, забывает свои предназначение и цель. Он — множество ликов и личин, их хитросплетений, обращенных к внезапным и необратимым решениям. Защитная стена уравновешенности и покоя падает, защитная оболочка сознания пробивается... Стихия враждебных сил — вибрации хаоса — гонит к смешению мыслимого и действительного.
Единственное Я — нормальное и одержимое одновременно. Это открытость естественной спонтанности, вихрю ощущений. Это весь мир, множество состояний, бездна отчаяния и выси восторга, вся острота внезапных взлетов и болезненных падений.
Поэтому глубокая медитация и нахождение единственно верного переживания, которое придает смысл всему существующему, — вот путь упорядочивания мира. Практически эффектом медитации является снятие стрессов, а вместе с этим — облагораживание помыслов, очищение сознания, мирное, благочестивое настроение.
Однако достигнутое равновесие и устойчивость длятся недолго. Первым возбудителем покоя является потребность. Удовлетворенная, она рождает новую.
Полнокровное функционирование такой уникальной открытой системы, каким является человек, обеспечивает лишь напряженный поиск смысла существования и удовлетворения потребностей. Стремление к смыслу заявляет о себе лишь на определенной стадии развития личности:
? фрейдовский принцип удовольствия является ведущим принципом поведения маленького ребенка;
? адлеровский принцип могущества является ведущим принципом подростка;
? стремление к смыслу является ведущим принципом поведения зрелой личности взрослого человека. Итак, цель — в обретении смысла, но как и в чем?
Самый парадоксальный и доступный ответ состоит в том, что обретение смысла состоит в напряженном его поиске.
7.6. ДИАЛЕКТИЧЕСКОЕ ЕДИНСТВО 0-МЕРНОЙ ТОЧКИ
Структура пространства дает нам возможность обсудить истоки полного хаоса и высшей упорядоченности. Они находятся в диалектическом единстве 0-мерной точки. Расходящиеся во все стороны направления олицетворяют полную неупорядоченность (хаос). Сходящиеся в одну точку направления, наоборот, являются воплощением полной упорядоченности.
Однако раздвоением единого на противоположности дело не ограничивается. 0-мерных точек — бесконечное множество, поэтому возможности хаоса неограниченны. Но это же и ведет к возможности образования центров сходящихся направлений, т.е. хаос направлений содержит в себе возможность упорядоченности. То же самое произойдет, если представить, что в каждой из бесконечного множества точек направления расходятся — одновременно будет возникать хаос. Это говорит о том, что структура пространства не допускает ни полного хаоса, ни полного порядка. Но положение «фифти-фифти» (50x50) в природе не наблюдается. Значит, у ПРИРОДЫ есть некий набор средств противостоять нарастанию хаоса и развитие жизни на Земле — яркий тому пример.
Равнозначность точек и направлений говорит о равновесном состоянии пространства и является основой его существования. Любое локальное нарушение этого пространства вызывает реакцию противодействия, которая создает динамическое равновесие с тем, что вызвало это нарушение. Эти проявления называются сегодня полями. Таков один из уровней бытия.
7.7. ВЫВОДЫ
Современный уровень развития проблематики порядка и хаоса формулирует три существенных дополнения к традиционным взглядам:
1. Представление о хаосе как источнике гибели и деструкции (разрушения) заменяется более емким пониманием хаоса как основания для установления упорядоченности, причины спонтанного структурирования.
2. Определение хаоса как состояния, производного от первичной неустойчивости материальных взаимодействий, подразумевается универсальной характеристикой, охватывающей живую, косную (неживую) и социально-организованную материю.
3. Хаос — это не только бесформенная масса, а сверхсложноорганизованная последовательность, логика которой представляет большой интерес.
ТЕМА 8. ПРИНЦИПЫ ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ, СУПЕРПОЗИЦИИ, ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
8.1. ПРИНЦИП ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ
Принцип дополнительности был сформулирован датским физиком Н. Бором в 1927 г. Это принципиальное положение квантовой механики, согласно которому получение информации об одних физических величинах, описывающих микрообъект, неизбежно связано с потерей информации о некоторых других величинах, дополнительных к первым. Такими взаимно дополнительными величинами являются, например, координата частицы и ее скорость (импульс) (принцип неопределенности — см. ТЕМУ 6.5). В общем случае дополнительными друг к другу являются, например, направление и величина момента количества движения, кинетическая и потенциальная энергия, напряженность электрического поля в данной точке и число фотонов и т.д.
С точки зрения этого принципа, состояния, в которых взаимно дополнительные величины имели бы одновременно точно определенное значение, принципиально невозможны, причем если одна из таких величин определена точно, то значение другой полностью неопределенно.
Таким образом, принцип дополнительности фактически отражает объективные свойства квантовых систем, не связанных с существованием наблюдателя.
8.2. ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ
Принцип суперпозиции (принцип наложения, так как «супер» — сверх, в данном случае — «сверх позиции», т.е. «позиция на позиции») — это допущение, согласно которому результирующий эффект сложного процесса воздействия представляет собой сумму эффектов, вызываемых каждым эффектом в отдельности, при условии, что эффекты не влияют взаимно друг на друга.
Одним из простых примеров принципа суперпозиции является правило параллелограмма, по которому складываются две силы, воздействующие на тело. Встречный ветер тормозит движение — принцип суперпозиции проявляется здесь в полной мере.
Принцип суперпозиции играет большую роль в теории колебаний, теории цепей, теории полей и других разделах физики и техники. В микромире принцип суперпозиции — фундаментальный принцип, который вместе с принципом неопределенности составляет основу математического аппарата квантовой механики.
8.3. ПРИНЦИПЫ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Значительное влияние на развитие научной мысли оказал известный итальянский физик Г. Галилей, которому человечество обязано принципом относительности, сыгравшим большую роль не только в, механике, но и во всей физике.
8.3.1. Принцип относительности Галилея
Принцип относительности Галилея гласит: «Никакими механическими опытами, произведенными в инерциаль-ной системе отсчета, невозможно определить, движется ли эта система равномерно и прямолинейно, или находится в покое».
Иными словами: все законы механики инвариантны (неизменны, т.е. имеют один и тот же вид) во всех инер-циальных системах отсчета, ни одна не имеет преимущества перед другой.
8.3.2. Принцип относительности Эйнштейна
Эйнштейн обобщил принцип относительности Галилея на все явления природы. Принцип относительности Эйнштейна гласит: «Никакими физическими опытами, произведенными в инерциальной системе отсчета, невозможно определить, движется ли эта система равномерно и прямолинейно, или находится в покое». Не только механические, но и все физические законы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета.
8.3.3. Теория относительности Эйнштейна
Принцип относительности явился первым постулатом, который Эйнштейн положил в основу созданной им теории относительности. Второй постулат — принцип постоянства скорости света (ППСС): скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчета, по всем направлениям. Она не зависит от движения источника света и наблюдателя. При сложении любых скоростей результат не может превысить скорость света в вакууме, т.е. эта скорость — предельная.
Теория, созданная А. Эйнштейном для описания явлений в инерциальных системах отсчета, основанная на приведенных выше двух постулатах, называется специальной теорией относительности (СТО). В СТО протяженность и длительность меняются в движущихся системах отсчета, одновременность событий не абсолютна и зависит от выбора системы отсчета. Механика больших скоростей, где скорость приближается к скорости света, называется релятивистской механикой. Она опирается на два постулата Эйнштейна и не отменяет классическую механику, а лишь устанавливает границы ее применимости СТО подтверждена обширной совокупностью фактов и лежит в основе всех современных теорий, рассматривающих явления при релятивистских, т.е. близких к скорости света, скоростях.
А. Эйнштейн:
1. Создал современную научную картину мира и современный стиль физического мышления.
2. Разработал физическую теорию пространства и времени, основываясь на философских идеях.
3. Пересмотрел казавшуюся незыблемой механическую картину мира.
4. Пытался построить единую теорию поля, которая свела бы в одно целое гравитацию и электромагнетизм, а в перспективе объяснила бы и многообразный мир элементарных частиц.
Парадоксы не были для Эйнштейна самоцелью. Они вытекали из простых и прозрачных исходных принципов и были логически неизбежны. Вместе с тем, по Эйнштейну, понятия и теории не вытекают непосредственно из опыта и не сводятся к нему. Когда теория построена, ее следствия сравнивают с опытом и в случае совпадения говорят об оправдании теории.
Но не меньшее значение имеет критерий внутреннего совершенства и простоты теории, который может выбрать из бесконечного множества теоретических возможностей единственно адекватную и тем самым отобразить гармонию мира. В основе СТО лежат простота математического аппарата, прозрачность и немногочисленность физических идей и принципов.
ТЕМА 9. ПРИНЦИПЫ СИММЕТРИИ
Одним из косвенных результатов СТО Эйнштейна явилась доказанная ею необходимость анализа, казалось бы, хорошо известных понятий, которые многие поколения воспринимали как нечто привычное, не требующее разъяснения.
В этом плане историю науки можно представить как историю попыток уточнения содержания и области применения научных понятий. И здесь успех всегда сопутствовал понятиям, которые выделялись своей эстетической привлекательностью. К таким понятиям может быть отнесена симметрия, которая с древнейших времен фигурировала в качестве скорее эстетического критерия, чем строго научного понятия.
9.1. КАТЕГОРИИ СИММЕТРИИ
В ходе общественной практики человечество накопило много фактов, свидетельствующих как о строгой упорядоченности, равновесии между частями целого, так и о нарушениях этой упорядоченности. В этой связи можно выделить следующие четыре категории симметрии:
? симметрия;
? асимметрия;
? дисимметрия;
? антисимметрия.
9.1.1 Симметрия
Симметрия (от греч. symmetria — соразмерность) — однородность, пропорциональность, гармония, инвариантность структуры материального объекта относительно его преобразований. Это признак полноты и совершенства. Лишившись элементов симметрии, предмет утрачивает свое совершенство и красоту, т.е. эстетическое понятие.
Эстетическая окрашенность симметрии в наиболее общем понимании — это согласованность или уравновешенность отдельных частей объекта, объединенных в единое целое, гармония пропорций. Многие народы с древнейших времен владели представлениями о симметрии в широком смысле как эквивалентности уравновешенности и гармонии. В геометрических орнаментах всех веков запечатлены неиссякаемая фантазия и изобретательность художников и мастеров. Их творчество было ограничено жесткими рамками, требованиями неукоснительно следовать принципам симметрии. Трактуемые несравненно шире, идеи симметрии нередко можно обнаружить в живописи, скульптуре, музыке, поэзии. Операции симметрии часто служат канонами, которым подчиняются балетные па: именно симметричные движения составляют основу танца. Во многих случаях именно язык симметрии оказывается наиболее пригодным для обсуждения произведений изобразительного искусства, даже если они отличаются отклонениями от симметрии или их создатели стремятся умышленно ее избежать.
9.1.1.1. История возникновения категорий симметрии
Познавательную силу симметрии оценили философы Древней Греции, используя ее в своих натурфилософских теориях. Так, например, Анаксимандр из Милета, живший в первой половине VI в. до н. э., использовал симметрию в своей космологической теории, где в центре мира поместил Землю — главное, по его мнению, тело мира. Она должна была иметь совершенную, симметричную форму, форму цилиндра, а на периферии вращаются огромные огненные кольца, закрытые воздушными облаками и дырками, которые и кажутся нам звездами. Земля расположена точно в центре, и здесь симметрия имеет смысл равновесия.
Весы известны человеку с III в. до н. э. В состоянии равновесия массы грузов на разных концах коромысла одинаковы — положение коромысла симметрично относительно центра тяжести. Симметрия — это не только равновесие, но и покой: стоит добавить на одну из чашек весов дополнительный груз, как они придут в движение. Нарушено равновесие, исчезла симметрия — появилось движение.
Эмпедокл считал Вселенную сферой — воплощением гармонии и покоя. Сферос — огромный однородный шар, порождение двух противоположных стихий — Любви и Вражды. Первая стихия соединяет, вторая — разъединяет. Их гармония — симметрия — приводит к устойчивому, циклическому равновесию мира — Сферосу. Преобладание одной или другой стихией — асимметрия — приводит к циклическому ходу мирового процесса.
Идею симметрии использовали и атомисты — Левкипп и Демокрит. По их учению, мир состоит из пустоты и атомов, из которых построены все тела и души. Таким образом, древнее искусство использовало пространственную симметрию.
Гармония (симметрия) состоит из противоположностей. В пространственной симметрии противоположности явно видны. Например, правая и левая кисти рук человека. Таких противоположностей древние ученые насчитали десять пар, например, чет — нечет, прямое — кривое, правое — левое и т.д.
Леонардо да Винчи не обошел своим вниманием и симметрию. Он рассмотрел равновесие шара, имеющего опору в центре тяжести: две симметричные половины шара уравновешивают друг друга и шар не падает. Как художник он главное внимание уделял изучению законов перспективы и пропорций, с помощью которых выявляются художественные достоинства произведений искусства.
В науку симметрия вошла в 30-х гг. XIX в. в связи с открытием Гесселем 32 кристаллографических классов и появлением теории групп как области чистой математики. Кристаллы наделены наибольшей величиной симметрии из всех реальных объектов, они блещут своей симметрией. Кристаллы — это симметричные тела, структура которых определяется периодическим повторением в трех измерениях элементарного атомного мотива.
Симметрия является основным предметом изучения кристаллографии. Она — основной теоретический принцип и практический метод классификации кристаллов. Симметричной в кристаллографии считается фигура, которая делится без остатка на равные и одинаково расположенные части. Величина симметрии определяется наибольшим числом равных и одинаково расположенных частей фигуры, на которые она делится без остатка.
Э. Галуа предложил классифицировать алгебраические уравнения по их группам симметрии. Ф. Клейн предложил взять идею симметрии в качестве единого принципа при построении различных геометрий.
Выйдя за пределы геометрии, эта идея, развиваясь, сделала очевидным тот факт, что принцип симметрии служит той единственной основой, которая может объединить все разрозненные части огромного здания современной математики. Клейн развил свою концепцию в физике и механике. Программа Клейна как задача поиска различных форм симметрии выходит за рамки не только геометрии, но и всей математики в целом, превращается в проблему поиска единого принципа для всего естествознания.
9.1.1.2. Симметрия в архитектуре
Прекрасные образы симметрии демонстрируют произведения архитектуры. Большинство зданий зеркально симметричны. Это обусловлено их функциональной природой. Общие планы зданий, архитектура фасадов, оформление внутренних помещений, орнаменты, карнизы, колонны, потолки, если их рассматривать с точки зрения присутствующих в них пространственных закономерностей, можно описать той или иной группой симметрии материальных фигур.
Особенно интересно проявление симметрии в древнерусских постройках, в частности в деревянных церквах, которыми издавна славилась Россия. В XVII—XVTII вв. на Руси были распространены так называемые ярусные храмы, завершавшиеся поставленными друг на друга, уменьшающимися по величине срубами. Старая русская архитектура дает много и других примеров интуитивного или сознательного использования симметрии для решения эстетических задач. Достаточно назвать колокольни, звонницы, сторожевые башни, внутренние опорные столбы. Более поздние каменные русские храмы, дворцы, садово-парковые ансамбли тоже несут на себе явный отпечаток симметрии.
Богатство симметрии и красота орнаментов кажутся бесконечными. Яркий пример тому — азербайджанские или турецкие ковры, где нет предела фантазии мастеров.
Применить парную меру при создании архитектурного сооружения или объекта — значит придать его пространственной структуре свойство взаимопроникновения подобий. Но оно должно быть согласовано с восприятием человека. Достаточно очевидно, что соединять в целостную структуру множественные части можно тогда, когда ясна композиция (например, детские кубики): композиционная связь скрепляется математическими соотношениями, сопоставлением однородных, либо противоположных элементов. Поэтому создавать непротиворечивые ассоциативные образы должны все средства художественной выразительности: пластика, цветовая гармония, пропорция. Придать ту или иную соразмерность прямоугольнику, очерчивающему силуэт постройки или его деталь, еще не значит создать эмоциональное или эстетическое воздействие. Но в целостности алгоритма объекта искусства силуэт и деталь играют важнейшую роль — об этом свидетельствуют сами памятники архитектуры, привлекающие наше внимание своей выразительностью и эстетическими достоинствами.
содержание ..
153
154
155 ..
|