Интеграция фундаментальных и прикладных исследований

Необходимым звеном, связывающим естествознание с техникой и производством, являются прикладные исследования и технологические разработки. Их назначение состоит в нахождении кратчайших и наиболее рациональных путей и способов использования познанных фундаментальной наукой законов объективного мира. Именно в них закладываются фундамент и общие контуры техники будущего. В этих исследованиях объединяется информация, идущая от фундаментальных наук и от производства и техники. Вся она трансформируется, перерабатывается в прикладные знания. А они становятся непосредственной основой для разработок новых технологий и технических решений.

В современных условиях усиливается интеграция фундаментальных и прикладных исследований в естествознании. Установление оптимального соотношения между ними является одной из важнейших задач планирования в области естествознания.

На основе прикладных знаний создаются и отрабатываются образцы техники и технологии. Отсюда начинается их внедрение в производство. На стадия этих разработок наука непосредственно соединяется с техникой и воплощается в ней. А новая техника и технология включаются в производство.

Необходимо учитывать, что прикладные исследования - это не только технологические, но и теоретические разработки. А фундаментальные исследования выражаются не только в построении теорий, но и в выработке новых технологий. Сейчас это четко прослеживается, например, в квантовой оптике. Вместе с тем прикладные исследования могут давать фундаментальные результаты. Об этом, например, свидетельствует история радиотехники. Фундаментальные разработки могут переходить в разряд прикладных, о чем свидетельствует развитие физики твердого тела.

4. Единство эволюционного и революционного путей развития естествознания. Понятие парадигмы. Критический анализ концепции Т. Куна

Революция в конкретной науке – это такое преобразование теоретического содержания этой науки, когда ломаются ее установившиеся основания, т.е. совокупность принципов и основных понятий, меняется характер методов познания и стиль мышления. Эту сжатую формулу можно развернуть в следующие характерные черты революции в естествознании:

1. Крушение и отбрасывание неверных идей, ранее господствовавших в естествознании.

2. Быстрое расширение наших знаний о природе, вступление в новые ее области, до тех пор недоступные для научного познания (здесь большую роль играет создание новых инструментов и прибо­ров).

3. Естественно-научную революцию вызывает не само по себе открытие новых фактов, а радикально новые теоретические следствия из них, т. е. революция совершается в сфере теорий, понятий, прин­ципов, законов науки, формулировка которых подвергается коренной ломке.

Кроме того, чтобы вызвать революцию в науке, новые открытия (или цепь открытий) должны носить принципиальный, методологичес­кий характер, вызывая коренную ломку самого метода исследования, подхода к изучению и истолкованию явлений природы, логического строя мышления естествоиспытателей.

Итак, основания революции - это неспособность господствующих теорий объяснить новые факты и противоречивость их этим теориям. Функции революции:

а) создать такие новые теории, в которых эти факты объясня­лись бы;

б) дать простор для дальнейшего развития науки;

в) установить точные границы применимости прежнего стиля мышления в конкретной науке и разработать новый стиль мышления.

Революция на рубеже XIX-XX вв. началась в физике. В физике, как и во всем естествознании, в XIX веке господствовал метафизи­ческий метод познания. Он абсолютизировал определенные данные фи­зической науки. В частности, считалось абсолютной истиной следую­щее:

1) атомы - это мельчайшие, неделимые, неизменные частицы ма­терии;

2) все объекты материи обладают массой покоя, отличной от нуля, причем масса объектов в процессе их механического движения меняться не может;

3) причинность сводилась только к лапласовскому детерминиз­му. Его суть в следующем: а) случайность исключалась как нечто внешнее и несущественное; подразумевалось, что наука призвана преодолеть случайность, снимать ее в открываемых закономерностях; б) процессы в мире представлялись как обратимые во времени, предсказуемые на неограниченно большие промежутки времени (счита­лось, что если мы знаем состояние системы и воздействие на нее, то можно совершенно однозначно сказать, что будет с системой в любой наперед заданный момент времени и что было с системой в лю­бой прошлый момент времени): в) эволюция - процесс, лишенный отк­лонений, возвратов, побочных линий.

4) Считалось, что время и пространство не зависят друг от ­друга и от материи.

Данные науки XIX века подтверждали эти положения. Однако открытия на рубеже XIX-XX вв. показали их относительный характер.

Что же это были за открытия?

1. Открытие электрона, радиоактивности показали изменчи­вость, сложность строения атомов.

2. Специальная теория относительности показала неразрывность пространства и времени, зависимость их свойств от физических свойств материи: с ростом механической скорости объектов их пространственные размеры укорачиваются, а время протекания в них процессов замедляется.

3. Специальная теория относительности показала, что масса объектов с ростом их механической скорости растет.

4. Были открыты объекты, массы покоя частиц которых равны нулю (фотоны).

5. Данные физики подтверждали, что причина и следствие могу быть связаны и статистическими методами. (Статистическая законо­мерность - форма причинной связи, при которой данное состояние системы определяет все ее последующие состояния не однозначно, лишь с определенной вероятностью, являющейся объективной мерой возможности реализации заложенных в прошлом тенденций изменения. Статистические закономерности действуют во всех неавтономных, зависящих от постоянно меняющихся внешних условий системах с очень большим количеством элементов).

Эти и многие другие новые данные физики привели к коренной ломке самого метода исследования, подхода к изучению и истолкованию явлений природы, логического строя мышления естествоиспытате­ля. Приведем подтверждающие примеры.

1. В основе классического атомизма лежала идея о тождестве строения микро- и макрокосмоса. Другими словами, доминировала идея, что природа, будучи единой, должна быть устроена в малейшей своей части также, как и в величайшей. Идея единства строения макро- и микрокосмоса понималась механистически как полное тож­дество законов и как полное сходство строения того и другого. Микрочастицы трактовались как миниатюрные копии макротел, т.е. как чрезвычайно малые шарики (корпускулы), двигающиеся по точным орбитам, которые совершенно аналогичны планетным орбитам, с той лишь разницей, что небесные тела связываются силами гравитацион­ного взаимодействия, а микрочастицы - силами электрического взаи­модействия.

После открытия электрона (Томсон, 1897 г.), создания теории квантов (Планк, 1900 г.), введения понятия фотона (Эйнштейн, 1905 г.), атомное учение приобрело новый характер. Идея дискретности была распространена на область электрических и световых явлений, на понятие энергии (в XIX веке учение об энергии служило сферой представления о непрерывных величинах и функциях состояния). Важ­нейшую черту современного атомного учения составляет атомизм действия. Он связан с тем, что движения, свойства и состояния различных микрообъектов поддаются квантованию, т.е. могут быть выражены в форме дискретных величин и отношений.

Постоянная Планка (квант действия) является универсальной физической константой. Она выражает количественную границу, раз­деляющую макро- и микроявления природы.

Новая атомистика признает относительную устойчивость каждого дискретного вида материи, его качественную определенность, его относительную неделимость и непревращаемость в известных границах явлений природы. Например, будучи делим некоторыми физическими способами, атом неделим химически. Молекула, будучи делима хими­чески на атомы, в тепловом движении (до известных пределов) ведет себя тоже как целое, неделимое и т.д.

Особенно важно в концепции современной атомистики признание взаимопревращаемости любых дискретных видов материи и то, что разные уровни структурной организации физической реальности (кварки, микрочастицы, ядра, атомы, молекулы, макротела, мегасистемы) имеют свои специфические физические законы.

2.В классической физике считалось, что возможно и необходи­мо наглядное моделирование физического явления. Объяснить явление в ней означало обязательное создание наглядной механической моде­ли этого явления. В физике XX века создание наглядной механичес­кой модели явления перестает быть синонимом его физического объ­яснения. Это не означает отказ от построения моделей изучаемых явлений. Однако это, как правило, математическая модель. И она не должна обязательно опираться на классические наглядные представ­ления.

Такие различия в логическом строе мышления физиков XIX и фи­зиков XX века можно продолжить.

Оригинально революцию в науке понимает Томас Кун. В 1962 г. Чикагским университетом была выпущена книга Т. Куна “Структура научных революций”. В 1970 г. вышло ее дополненное издание. Ос­новные идеи книги такие:

1. Научное сообщество специалистов в данной области знания разделяет определенные теории, методы, методики или парадигмы и применяет их для решения текущих задач. Это период нормального состояния науки, или так называемая нормальная наука.

2. Когда в научном сообществе возникают сомнения относитель­но принятых парадигм, т.е. научное сообщество переживает кризис­ное состояние, то сообщество ищет и принимает новую парадигму. В этом принятии новой парадигмы и состоит содержание научной рево­люции. Приняв новые парадигмы, научное сообщество продолжает опять работать в условиях нормальной науки.

3. Первая (дореволюционная) и вторая (послереволюционная) парадигмы несоизмеримы. А потому нельзя утверждать, что в науке имеется преемственность и движение к объективной истине.

Т. Кун преобразил самое понимание истории науки. До него ученые опирались в основном на французского историка Пьера Дюкгейма, утверждавшего, что стена науки вырастает кирпичик за кир­пичиком. Задача каждой науки - создать свой кирпич и вложить его в общую стену. Наука рассматривалась с точки зрения роста и коли­чественного накапливания информации: если покопаться в прошлом, то можно найти аналогичный факт и теорию. Для Дюкгейма Возрожде­ние и Новое время не были переломными. Картина мира только расши­рялась и обогащалась, но не изменялась.

Т. Кун сумел преодолеть такой взгляд на науку. У него разви­тие науки идет не плавно, путем роста, а путем революций. Пара­дигма - это не просто теория, а модель, образец решения исследо­вательских задач. Поскольку термин “парадигма” стал расхожим сло­вом, то во втором издании своей книги “Структура научных револю­ций" Т. Кун заменил его термином “дисциплинарная матрица”. Тем самым он точнее связал термин с его смыслом - механической рабо­той ученого в соответствии с определенными правилами.

Ключевым понятием для Т. Куна является и понятие “научное сообщество”. Это логический субъект научной деятельности. Ученый может быть рассмотрен только как представитель научного сообщест­ва, которое придерживается определенной парадигмы. Тем самым, по­мимо истории идей история науки включала в себя и личность уче­ного. Понятно, что когда в XIX веке ученые работали поодиночке, то о научном сообществе не могло быть и речи. Сейчас наука приоб­рела коллективный характер. Сейчас научное творчество осуществля­ется, как правило, объединенными усилиями больших коллективов лю­дей в гигантских лабораториях с дорогостоящим материальным осна­щением.

В научном творчестве в каждый данный момент участвует ряд поколений. Преемственность знаний осуществляется в результате взаимодействия старых и молодых кадров, учителей и учеников, ге­ниальных, талантливых людей и людей средних способностей.

Важной формой организации и развития естествознания, формой выражения преемственности знаний становятся научные школы. Даро­вание ученого, его талант и гений получают наиболее полное свое проявление через связанный с ним коллектив, через созданную им или творчески развитую научную школу.