Концепции современного естествознания

естественно-научная и гуманитарная культуры; научный метод; история естествознания; панорама современного естествознания, тенденции развития; порядок и беспорядок в природе, хаос

Приступая к изучению экономической теории, следует иметь в виду, что экономическая теория как таковая представляет собой комплекс знаний, взглядов и идей, ставящих перед собой задачу объяснения изменений в поведении рынка. При этом принимается во внимание, что отношения экономики определяют поведение единого целого и основных ее совокупных величин, в которых фиксируются ее наиболее общие и частные параметры,

Задача обеспечения жизнедеятельности человека со стороны его участия в экономическом действии сводится прежде всего, как и в любом другом научном действии, связанном с изучением материальных процессов, к выявлению в экономическом явлении более глубокой причинно-следственной связи, т.е. к раскрытию ее основного содержания. Но любое исследовательское действие в области экономики — это прежде всего действие, которое происходит на основе изначально имеющегося замысла, который неразрывно связан с основными концепциями науки. Постольку, поскольку экономическая наука в ее современном виде зарождалась позднее основных современных наук, то она в своем изначальном образовании использовала все достижения предшествующих ей естественных и гуманитарных наук, и, следовательно, изучение содержания экономической науки целесообразно начинать с ознакомления с достижениями естественно-научной и гуманитарной культуры.

При изложении данного раздела использован базисный материал по теме «Концепции современного естествознания» из следующей учебной литературы:

Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. — М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1997; Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. — М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1997;

Карташкин БА. Современные концепции естествознания. — М.: ТОО "Люкс-арт", 1997.

Естественно-научная и гуманитарная культуры

В методологии науки под этими терминами понимают две различные традиции, которые сформировались в изучении природы, т.е. в естествознании, с одной стороны, и исследовании явлений духовной жизни общества, т.е. в гуманитарных науках - с другой. Это различие обусловлено самой спецификой объектов изучения естественных и гуманитарных наук.

В то время как в природе действуют слепые, стихийные и не зависимые от человека процессы, в обществе ничего не совершается без сознательных целей, интересов и мотиваций. На этом основании естественно-научную культуру нередко противопоставляют культуре гуманитарной. Поскольку методы исследования в естествознании сформировались раньше, чем в гуманитарных науках, то в истории познания делались неоднократные попытки перенести их целиком и полностью, без соответствующих изменений и уточнений, в гуманитарные науки.

Такие попытки не могли не встретить сопротивления и критики со стороны специалистов, изучавших явления социальной жизни и духовной культуры. Иногда подобное сопротивление сопровождалось полным отрицанием какого-либо значения методов естествознания для исследования социально-культурных и гуманитарных процессов. Однако в последние десятилетия под влиянием научно-технической революции и в связи с возникновением новых общенаучных и междисциплинарных направлений исследования былая конфронтация между естествоиспытателями и гуманитариями все больше уступает место согласию и стремлению понять и использовать методы друг друга.

Мы являемся свидетелями того, как социологи, юристы, педагоги и другие специалисты-гуманитарии начинают применять системный подход, идеи и методы кибернетики и теории информации в своих исследованиях. Поэтому представляется весьма важным познакомиться с основными концепциями современного естествознания, во-первых, чтобы сознательно применять их в своей деятельности, во-вторых, чтобы получить более ясное и точное представление о современной научной картине мира, которую дает сегодняшнее естествознание.

Две традиции в объяснении, понимании и предсказании явлений

Наиболее отчетливо различие между естественно-научной и гуманитарной культурами выражается в истолковании их подхода к основным функциям науки, важнейшие из которых — объяснение, понимание и предсказание явлений.

Объяснение в самой общей форме можно определить как подведение явления, факта или события под некоторый общий закон, теорию или концепцию.

Действительно, чтобы объяснить, например, факт, необходимо логически вывести высказывание о факте из определенного общего высказывания или утверждения, в качестве которых чаще всего выступают законы и теории. Мы должны постараться найти такое высказывание и подвести под него конкретный факт, случай или событие. Чтобы объяснить, почему яблоки падают на землю, Ньютону, по малоправдоподобной легенде, пришлось открыть закон всемирного тяготения. В экономике для объяснения равновесия на рынке обращаются к закону спроса и предложения. Нередко различают разные уровни объяснения. Так, чтобы объяснить расширение стержня, указывают на непосредственно наблюдаемый факт — его нагревание, но для более глубокого объяснения этого явления физики привлекают молекулярно-кинетическую теорию вещества. Согласно этой теории при нагревании происходит увеличение расстояния между молекулами, вследствие чего соответственно возрастают размеры тела.

В естествознании первоначально преобладали причинные объяснения, когда для этого использовались простейшие эмпирические законы. Именно с такого рода объяснениями мы встречаемся уже в механике. Мы говорим, что причиной ускорения движения тела служит приложенная к нему сила. Подобного рода каузальные, или причинные, законы отображают регулярные, повторяющиеся связи между явлениями, когда одно из них служит причиной возникновения или происхождения другого. С дальнейшим развитием науки становилось все более очевидным, что причинные законы составляют лишь часть обширного класса научных законов. Поэтому объяснения с помощью законов в настоящее время называют помологическими. В принципе объяснение может быть осуществлено с помощью любых общих высказываний, начиная от эмпирического обобщения и заканчивая сложнейшими научными теориями или системой теорий. Действительно, уже простое обобщение можно считать объяснением, ибо оно охватывает множество отдельных конкретных случаев, рассматриваемых с некоторой общей точки зрения. Однако ценность таких объяснений невелика, особенно когда для этого выбирается общее свойство или признак несущественного, второстепенного характера. В отличие от этого объяснения опирающиеся на законы и теории науки характеризуются особой надежностью, так как выводятся и проверяются очень тщательно.

Особый интерес представляет проблема объяснения посредством законов в естествознании и гуманитарных науках, по которой до сих пор не прекращаются споры. Они вызваны главным образом тем обстоятельством, что в ряде гуманитарных наук, например в истории, трудно подвести индивидуальные и неповторимые события и явления под какой-либо общий закон или теорию. Поэтому есть немало историков, которые решительно возражают против переноса естественно-научных методов объяснения в исторические исследования. С другой стороны, некоторые философы с неменьшим упорством отстаивают взгляд, что исторические и другие гуманитарные события и явления также в принципе поддаются объяснению с помощью общих законов и теорий. Вся беда, по их мнению, состоит в неразработанности концептуального аппарата многих гуманитарных наук, в частности исторических.

Что касается характера законов, на которые должны опираться гуманитарные объяснения, то мнения здесь решительно расходятся. Одни считают, что такие законы весьма просты и тривиальны и поэтому не заслуживают особого анализа. Другие, напротив, заявляют, что они слишком сложные и запутанные и их предстоит еще открыть, чтобы объяснения исторических событий стали адекватными. Третьи полагают, что для объяснения исторических событий и деятельности людей, участвующих в них, следует обратиться к так называемым телеологическим, или финалистским, объяснениям, которые опираются не на причинные законы или даже не на законы вообще, а на раскрытие целей, намерений и мотивов поведения и деятельности людей. Телеологические объяснения известны еще со времен античности, и ими пользовался основоположник классической логики Аристотель. Однако под влиянием быстро развивающегося естествознания, в частности физики и химии, которые широко применяли для объяснения причинные законы, к телеологическим объяснениям стали прибегать все реже и реже. Интерес к ним возродился только после того, как стало ясно, что причинные объяснения оказываются большей частью неадекватными в гуманитарной области.¹

Иногда говорят, что гуманитарные и социальные науки не достигли еще той степени теоретической зрелости, которая присуща так называемым точным наукам (астрономия, механика, физика, химия и др.). В этом утверждении есть доля истины, но далеко не вся истина. В действительности точность предсказаний напрямую зависит от характера исследуемых наукой процессов. Если в механике и астрономии предсказания опираются на общие, универсальные законы, какими являются, например, основные законы динамики и закон всемирного тяготения Ньютона, то в социологии и психологии приходится ограничиваться полуэмпирическими законами статистического характера.

Выходит, что чем сложнее процессы, которые изучает та или иная наука, тем труднее абстрагироваться в ней от целого ряда свойств и особенностей этих процессов, их связи и взаимодействия с другими процессами. Поэтому общий, совокупный результат их действия предсказать довольно трудно. Следует особо подчеркнуть также роль субъективного фактора в социально-гуманитарном познании, что делает прогнозы в этой сфере не точными и достоверными, а лишь вероятными в той или иной степени.¹

Накопленный естествознанием, т.е. совокупностью всех наук, занимающихся исследованием природы, опыт познавательной деятельности характеризуется прежде всего научной точностью, последовательностью и возможностью воспроизведения получаемого знания в практическом навыке. Иными словами, естествознание представляет собой систему, раскрывающую способы достижения определенных целей в экономическом пространстве через исследование совокупности приемов и операций практического или теоретического освоения действительности.

Таким образом, рассмотрение естествознания в контексте экономической науки обусловлено прежде всего его ролью в формировании научного метода исследования природных ресурсов экономической системы.

Хотя конкретные, частные, специальные приемы и способы исследования в разных науках могут заметно отличаться друг от друга, но общий подход к познанию, метод исследования остается в сущности тем же самым. В этом смысле частные приемы и методы познания, используемые в конкретных науках, можно охарактеризовать как тактику исследования, а общие принципы и методы — как его стратегию.

Исторически метод формируется первоначально в рамках практической деятельности как требование соблюдения определенной последовательности действий в процессе изготовления необходимых человеку предметов и орудий, а также производства материальных благ вообще. С отделением умственного труда от физического, возникновением науки появляется необходимость в изучении способов получения новых знаний, а для анализа и оценки различных методов — особое учение о методе, названное методологией.

Поскольку метод служит для получения объективно истинных знаний о мире, постольку он должен выступать в роли аналога той области мира, для изучения которой предназначен. Конечная же цель познания заключается в открытии тех объективных законов, которые управляют соответствующими явлениями.

Опираясь на открытые наукой законы, в дальнейшем можно их использовать в качестве основы специфического метода исследования других частных явлений данной области.

Например, методы электромагнетизма могут быть с успехом использованы для изучения конкретных электрических, магнитных и даже оптических процессов. В отличие от этого, в методологии обычно выделяют общие методы исследования, используемые большинством наук на разных этапах познавательной деятельности.

На эмпирической, или опытной, стадии используются главным образом методы, опирающиеся на чувственно-наглядные приемы и способы познания, к которым относят систематические наблюдения, эксперимент и измерения.

Наблюдения являются первоначальным источником информации, но в науке они существенным образом зависят от теории. Ведь прежде чем что-то наблюдать, необходимо располагать какой-либо идеей, предположением или просто догадкой, что следует искать. Поэтому можно сказать, что в науке редко бывают открытия, связанные с совершенно случайными, заранее не предусмотренными наблюдениями. Систематичность, контролируемость и тщательность — характерные требования для научного наблюдения.

Эксперимент — важнейший метод эмпирического исследования, который специально ставится так, чтобы можно было наблюдать процессы и явления в условиях, менее всего

подверженных воздействию посторонних факторов. В этом смысле он может быть уподоблен абстрактному рассмотрению интересующих нас явлений, т.е. проводиться в изоляции и ограничении действия несущественных факторов. Со времени Галилея, впервые осуществившего контролируемый и математически обработанный эксперимент, многие естественные науки совершили гигантский скачок в своем развитии именно благодаря эксперименту. Поэтому этот метод и получил наибольшее применение в естествознании. В настоящее время эксперимент значительно усложнился как по своей технической оснащенности, так и по взаимодействию с теорией, что нашло свое выражение в появлении теории планирования эксперимента и методах статистической обработки его результатов.

Измерения не являются особым эмпирическим методом, а составляют необходимое дополнение любого серьезного научного наблюдения и эксперимента. В настоящее время для обработки их результатов применяются новейшая статистическая техника и вычислительные методы, использующие компьютеры.

На теоретической стадии прибегают к абстракциям и образованию понятий, строят гипотезы и теории, открывают законы науки. Процесс исследования начинается не с накопления фактов, как ошибочно полагают эмпиристы, а с выдвижения проблемы. Последняя свидетельствует о возникновении трудности в развитии науки, когда вновь обнаруженные факты не удается объяснить и понять с помощью старых теорий. Возникшая проблемная ситуация требует четко определить, какие факты и в чем не согласуются со старыми эмпирическими и теоретическими знаниями. В качестве пробного решения сформулированной проблемы выдвигается некоторая гипотеза, которая на последующих стадиях исследования подробно анализируется с точки зрения ее подтверждения имеющимися эмпирическими данными и теоретическими знаниями. Затем из гипотезы по правилам логики выводятся следствия, которые допускают эмпирическую проверку непосредственно с помощью наблюдений и экспериментов. Эмпирическая проверяемость служит важным условием научности гипотезы, поскольку именно она допускает возможность вывода следствий из гипотезы и тем самым позволяет фактически сравнить ее с данными опыта или наблюдений. Если следствия из гипотезы не согласуются с эмпирическими данными, то в соответствии с логическим принципом modus tollens (отрицающего модуса) опровергается сама гипотеза.

Значительно труднее обстоит дело с подтверждением гипотезы. Иногда считают, что если следствие гипотезы было подтверждено на опыте, то это свидетельствует об истинности самой гипотезы. Такое заключение было бы поспешным, ибо, согласно правилам логики, из истинности следствия не вытекает истинность основания, в данном случае гипотезы. Можно говорить лишь о той или иной степени вероятности гипотезы, так как при дальнейшей проверке могут быть обнаружены факты, опровергающие гипотезу целиком или частично. Очевидно, чем больше по числу и разнообразию будет найдено фактов, подтверждающих гипотезу, тем выше станет ее достоверность. В принципе, однако, вполне допустим случай, который может опровергнуть гипотезу. Это обстоятельство часто упускают из виду люди, незнакомые с логикой. Между тем, даже многократно проверенные и подтвержденные опытом законы естествознания представляют собой не что иное, как практически достоверные гипотезы. Так, например, закон всемирного тяготения Ньютона до открытия теории относительности Альбертом Эйнштейном (1879—1955) считался непреложной истиной. Дальнейшие эксперименты, проведенные в связи с проверкой общей теории относительности, выявили и ее приближенный характер. Эти положения хорошо согласуются с философским принципом об относительном характере понятий, законов и теорий всех наук, изучающих природу и общество.

Особое „значение для понимания единства не только естественно-научного, но и социально-гуманитарного знания имеют новые междисциплинарные методы исследования. Речь идет о системном методе, новой концепции самоорганизации, возникшей в рамках синергетики, а также общей теории информации, впервые появившейся в кибернетике¹.

Необходимо отметить, что концепции естествознания, представляющие собой различные способы обобщения законов природы природы, находятся в постоянном развитии. При этом развитие концепций естествознания обусловлено как углублением взаимодействия человека и природы, так и совершенствованием инструментария исследования природы. В то же время по мере развития концепций естествознания происходит углубление понимания причинно-следственных взаимосвязей экономических процессов со способами взаимодействия человека и природы, поскольку данное взаимодействие обеспечивает экономику трудовыми и природными ресурсами.

Таким образом, для изучения экономики с целью глубокого понимания происходящих экономических процессов представляется необходимым рассмотрение истории естествознания как временной последовательности развития способов исследования природы.

Будем рассматривать научную картину мира так, как она исторически сформировалась в процессе развития естествознания. Однако еще до появления научных представлений о природе люди задумывались об окружающем их мире, его строении и происхождении. Такие представления вначале выступали в форме мифов и передавались от одного поколения к другому. Согласно древнейшим мифам, весь видимый упорядоченный и организованный мир, который в античности назывался космосом, произошел из дезорганизованного мира, или неупорядоченного хаоса.

В античной натурфилософии, в частности у Аристотеля (384—322 до н.э.), подобные взгляды нашли свое отражение в делении мира на совершенный небесный космос и несовершенный земной мир. Сам термин космос обозначал у древних греков всякую упорядоченность, организацию, совершенство, согласованность и даже военный строй. Именно такое совершенство и организованность приписывались небесному миру.

С появлением экспериментального естествознания и научной астрономии в эпоху Возрождения была показана явная несостоятельность подобных представлений. Новые взгляды на окружающий мир стали основываться на результатах и выводах естествознания соответствующей эпохи и стали поэтому называться естественно-научной картиной мира.

Одной из первых возникла механистическая картина мира, поскольку изучение природы началось с анализа простейшей формы движения материи — механического перемещения тел.

Механистическая картина мира

Становление механистической картины мира справедливо связывают с именем Галилео Галилея, который установил законы движения свободно падающих тел и сформулировал механический принцип относительности. Но главная заслуга Галилея в том, что он впервые применил для исследования природы экспериментальный метод вместе с измерениями исследуемых величин и математической обработкой результатов измерений. Если эксперименты спорадически ставились и раньше, то математический их анализ впервые систематически стал применять именно он.

Подход Галилея к изучению природы принципиально отличался от ранеесуществовавшего натурфилософского способа, при котором для объяснения явлений природы придумывались априорные, не связанные с опытом и наблюдениями, чисто умозрительные схемы.

Натурфилософия, что следует из ее названия, представляет собой попытку использовать общие философские принципы для объяснения природы. Такие попытки предпринимались еще с античной эпохи, когда недостаток конкретных данных философы стремились компенсировать общими философскими рассуждениями. Иногда при этом высказывались гениальные догадки, которые на многие столетия опережали результаты конкретных исследований. Достаточно напомнить хотя бы об атомистической гипотезе строения вещества, которая была выдвинута древнегреческим философом Левкиппом (V до н.э.) и более детально обоснована его учеником Демокритом (ок. 460 до н.э.—год смерти не изв.), а также об идее эволюции, высказанной Эмпедоклом (ок. 490—ок. 430 до н.э.) и его последователями. Однако после того, как постепенно возникали и отделялись от нерасчлененного философского знания конкретные науки, натурфилософские объяснения стали тормозом для развития науки.

В этом можно убедиться, сравнив взгляды на движение Аристотеля и Галилея. Исходя из априорной натурфилософской идеи, Аристотель считал «совершенным» движение по кругу, а Галилей, опираясь на наблюдения и эксперимент, ввел понятие инерциального движения. По его мнению, тело, не подверженное воздействию каких-либо внешних сил, будет двигаться не по кругу, а равномерно по прямой траектории или оставаться в покое. Такое представление, конечно, — абстракция и идеализация, поскольку в действительности нельзя наблюдать такую ситуацию, чтобы на тело не действовали какие-либо силы. Однако эта абстракция является плодотворной, ибо она мысленно продолжает тот эксперимент, который приближенно можно осуществить в действительности, когда, изолируясь от действия целого ряда внешних сил, можно установить, что тело будет продолжать свое движение по мере уменьшения воздействия на него посторонних сил.

Переход к экспериментальному изучению природы и математическая обработка результатов экспериментов позволили Галилею открыть законы движения свободно падающих тел. Принципиальное отличие нового метода исследования природы от натурфилософского состояло, следовательно, в том, что в нем гипотезы систематически проверялись опытом. Эксперимент можно рассматривать как вопрос, обращенный к природе. Чтобы получить на него определенный ответ, необходимо так сформулировать вопрос, чтобы ответ на него был однозначным. Для этого следует так построить эксперимент, чтобы по возможности максимально изолироваться от воздействия посторонних факторов, которые мешают наблюдению изучаемого явления в «чистом виде». В свою очередь, гипотеза, представляющая собой вопрос к природе, должна допускать эмпирическую проверку выводимых из нее некоторых следствий. В этих целях, начиная с Галилея, стали широко использовать математику для количественной оценки результатов экспериментов.

Таким образом, новое экспериментальное естествознание в отличие от натурфилософских догадок и умозрений прошлого стало развиваться в тесном взаимодействии теории и опыта, когда каждая гипотеза или теоретическое предположение систематически проверяются опытом и измерениями. Именно благодаря этому Галилею удалось опровергнуть прежнее предположение, высказанное еще Аристотелем, что путь падающего тела пропорционален его скорости. Предприняв эксперименты с падением тяжелых тел (пушечных ядер), Галилей убедился, что этот путь пропорционален их ускорению, равному 9,81 м/с². Из астрономических достижений Галилея следует отметить открытие спутников Юпитера, а также обнаружение пятен на Солнце и гор на Луне, что подрывало прежнюю веру в совершенство небесного космоса.

Новый крупный шаг в развитии естествознания ознаменовался открытием законов движения планет. Если Галилей имел дело с изучением движения земных тел, то немецкий астроном Иоганн Кеплер (1571—1630) осмелился исследовать движения небесных тел, вторгся в область, которая раньше считалась запретной для науки. Кроме того, для своего исследования он не мог обратиться к эксперименту и поэтому вынужден был воспользоваться многолетними систематическими наблюдениями за движениями планеты Марс, проведенными датским астрономом Тихо Браге (1546—1601). Перепробовав множество вариантов, Кеплер остановился на гипотезе, что траекторией Марса, как и других планет, является не окружность, а эллипс. Результаты наблюдений Тихо Браге соответствовали этой гипотезе и тем самым подтверждали ее.

Открытие законов движения планет Кеплером имело неоценимое значение для развития естествознания. Оно свидетельствовало, во-первых, о том, что между движениями земных и небесных тел не существует непреодолимой пропасти, поскольку все они подчиняются определенным естественным законам; во-вторых, сам путь открытия законов движения небесных тел в принципе не отличается от открытия законов земных тел. Правда, из-за невозможности осуществления экспериментов с небесными телами для исследования законов их движения пришлось обратиться к наблюдениям. Тем не менее и здесь исследование осуществлялось в тесном взаимодействии теории и наблюдения, при тщательной проверке выдвигаемых гипотез измерениями движений небесных тел.

Формирование классической механики и основанной на ней механистической картины мира происходило по двум направлениям:

1) обобщение полученных ранее результатов и, прежде всего, законов движения свободно падающих тел, открытых Галилеем, а также законов движения планет, сформулированных Кеплером;

2) создание методов количественного анализа механического движения в целом.

Известно, что Ньютон создал свой вариант дифференциального и интегрального исчисления непосредственно для решения основных проблем механики: определения мгновенной скорости как производной от пути по времени движения и ускорения как производной от скорости по времени или второй производной от пути по времени. Благодаря этому, ему удалось точно сформулировать основные законы динамики и закон всемирного тяготения. В наши дни количественный подход к описанию движения кажется чем-то само собой разумеющимся, но в XVIII в. это было крупнейшим завоеванием научной мысли. Для сравнения достаточно отметить, чтокитайская наука, несмотря на ее несомненные достижения в эмпирических областях (изобретение пороха, бумаги, компаса и другие открытия), так и не смогла подняться до установления количественных закономерностей движения. Решающую же роль в становлении механики сыграл, как уже отмечалось, экспериментальный метод, который обеспечил возможность проверять все догадки, предположения и гипотезы с помощью тщательно продуманных опытов.

Ньютон, как и его предшественники, придавал большое значение наблюдениям и эксперименту, видя в них важнейший критерий для отделения ложных гипотез от истинных. Поэтому он резко выступал против допущения так называемых скрытых качеств, с помощью которых последователи Аристотеля пытались объяснить многие явления и процессы природы.

Сказать, что каждый род вещей наделен особым скрытым качеством, при помощи которого он действует и производит эффекть, — указывал Ньютон, — значит ничего не сказать.

В связи с этим он выдвигает совершенно новый принцип исследования природы, согласно которому вывести два или три общих начала движения из явлений и после этого изложить, каким образом свойства и действия всех телесных вещей вытекают из этих явных начал, — было бы очень важным шагом в философии, хотя причины этих начал и не были еще открыты.

Эти начала движения и представляют собой основные законы механики, которые Ньютон точно формулирует в своем главном труде «Математические начала натуральной философии», опубликованном в 1687 г.¹

Чтобы ясно оценить революционный переворот, осуществленный Ньютоном в механике и точном естествознании в целом, необходимо прежде всего противопоставить его метод принципов чисто умозрительным построениям прежней натурфилософии и широко распространенным в его время гипотезам о «скрытых» качествах. О натурфилософском подходе к изучению природы мы уже говорили, отметив, что в подавляющем большинстве такие взгляды были ничем не подкрепленными умозрениями и спекуляциями. И хотя в заголовке книги Ньютона тоже встречается термин «натуральная философия», в XVII и XVIII вв. он обозначал изучение природы, т.е. естествознание. Утверждение Ньютона, что гипотезы не должны рассматриваться в экспериментальной философии, было направлено против гипотез о «скрытых» качествах, подлинные же гипотезы, допускающие экспериментальную проверку, составляют основу и исходный пункт всех исследований в естествознании. Как нетрудно догадаться, сами принципы тоже являются гипотезами глубокого и весьма общего характера.

При разработке своего метода принципов Ньютон ориентировался на аксиоматический метод, блестяще примененный Евклидом при построении элементарной геометрии. Однако вместо аксиом он опирался на принципы, а математические доказательства отличал от экспериментальных, поскольку последние имеют не строго достоверный, а лишь вероятностный характер. Важно также обратить внимание на то, что знание принципов или законов, управляющих явлениями, не предполагает раскрытия их причин. В этом можно убедиться из оценки Ньютоном закона всемирного тяготения. Он всегда подчеркивал, что этот закон устанавливает лишь количественную зависимость силы тяготения от тяготеющих масс и квадрата расстояния между ними.

Что же касается причины тяготения, то он считал ее раскрытие делом дальнейших исследований.

Довольно того, что тяготение на самом деле существует и действует согласно изложенным нами законам и вполне достаточно для объяснения всех движений небесных тел и моря, — писал Ньютон.

Открытие принципов механики действительно означает подлинно революционный переворот, который связан с переходом от натурфилософских догадок и гипотез о «скрытых» качествах и т.п. спекулятивных измышлений к точному экспериментальному естествознанию, в котором все предположения, гипотезы и теоретические построения проверялись наблюдениями и опытом. Поскольку в механике отвлекаются от качественных изменений тел, постольку для ее анализа можно было широко пользоваться математическими абстракциями и созданным самим Ньютоном и одновременно Лейбницем (1646—1716) анализом бесконечно малых. Благодаря этому изучение механических процессов было сведено к точному математическому их описанию.

Для такого описания необходимо и достаточно было задать координаты тела и его скорость (или импульс mv), а также вывести уравнение его движения. Все последующие состояния движущегося тела точно и однозначно определялись его первоначальным состоянием. Таким образом, задав это состояние, можно было определить любое другое его состояние как в будущем, так и в прошлом. Выходит, что время не оказывает никакого влияния на изменение движущихся тел, так что в уравнениях движения знак времени можно было менять на обратный. Очевидно, что подобное представление было идеализацией реальных процессов, поскольку оно абстрагируется от фактических изменений, происходящих с течением времени.

Следовательно, для классической механики и механистической картины мира в целом характерна симметрия процессов во времени, которая выражается в обратимости времени. Отсюда легко возникает впечатление, что никаких реальных изменений при механическом перемещении тел не происходит.¹

Электромагнитная картина мира

Уже в прошлом веке физики дополнили механистическую картину мира электромагнитной. Электрические и магнитные явления были известны им давно, но изучались обособленно друг от друга. Дальнейшее их исследование показало, что между ними существует глубокая взаимосвязь, что заставило ученых искать эту связь и создать единую электромагнитную теорию. Действительно, датский ученый Эрстед (1777—1851), поместив над проводником, по которому идет электрический ток, магнитную стрелку, обнаружил, что она отклоняется от первоначального положения. Это привело ученого к мысли, что электрический ток создает магнитное поле. Позднее английский физик Майкл

Фарадей (1791—1867), вращая замкнутый контур в магнитном поле, обнаружил, что в нем возникает электрический ток. На основе опытов Фарадея и других ученых английский физик Джеймс Клерк Максвелл (1831—1879) создал свою электромагнитную теорию. Таким путем было доказано, что в мире существуют не только вещество в виде тел, но и разнообразные физические поля. Одно из них было известно и во времена Ньютона и теперь называется гравитационным полем, а раньше рассматривалось просто как сила притяжения, возникающая между материальными телами. После того как объектом изучения физиков наряду с веществом стали разнообразные поля, картина мира приобрела более сложный характер. Тем не менее это была картина классической физики, которая изучала знакомый нам макромир. Положение коренным образом изменилось, когда ученые перешли к исследованию процессов в микромире. Здесь их ожидали новые необычайные открытия и явления.¹

Изучение экономики предполагает и предварительное рассмотрение панорамы современного естествознания, поскольку исследование происходящих экономических процессов невозможно без применения современных научных методов для понимания природных явлений как неотъемлемой части жизнедеятельности человека, в том числе и экономической. В то же время рассмотрение тенденций развития современного естествознания позволит различать экстенсивный и интенсивный характер изменения способов познания природы по аналогии с экстенсивным и интенсивным развитием экономики. Так, экстенсивное развитие естествознания обеспечивается проявлением и совершенствованием уже имеющихся способов исследования природы, в то время как интенсивный — возникновением качественно новых способов.

Революция в естествознании и смена прежней картины мира

В конце прошлого и начале нынешнего веков в естествознании были сделаны крупнейшие открытия, которые коренным образом изменили наши представления о картине мира. Прежде всего это открытия, связанные со строением вещества, и открытия взаимосвязи вещества и энергии. Если раньше последними неделимыми частицами материи, своеобразными кирпичиками, из которых состоит природа, считались атомы, то в конце прошлого века были открыты электроны, входящие в состав атомов. Позднее было установлено строение ядер атомов, состоящих из протонов (положительно заряженных частиц) и нейтронов (лишенных заряда частиц).

Согласно первой модели атома, построенной английским ученым Эрнестом Резерфордом (1871—1937), атом уподоблялся миниатюрной Солнечной системе, в которой вокруг ядра вращаются электроны. Такая система была, однако, неустойчивой:

вращающиеся электроны, теряя свою энергию, в конце концов должны были упасть на ядро. Но опыт показывает, что атомы являются весьма устойчивыми образованиями и для их разрушения требуются огромные силы. В связи с этим прежняя модель строения атома была значительно усовершенствована выдающимся датским физиком Нильсом Бором (1885—1962), который предположил, что при вращении по так называемым стационарным орбитам электроны не излучают энергии. Такая энергия излучается или поглощается в виде кванта, или порции энергии, только при переходе электрона с одной орбиты на другую.

Значительно изменились также взгляды на энергию. Если раньше предполагалось, что энергия излучается непрерывно, то тщательно поставленные эксперименты убедили физиков, что она может испускаться отдельными квантами. Об этом свидетельствует, например, явление фотоэффекта, когда кванты видимого света вызывают электрический ток. Это явление, как известно, используется в фотоэкспонометрах, которыми пользуются в фотографии для определения выдержки при экспозиции.

В 30-е годы XX в. было сделано другое важнейшее открытие, которое показало, что элементарные частицы вещества, например электроны, обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Таким путем было доказано экспериментально, что между веществом и полем не существует непроходимой границы: в определенных условиях элементарные частицы вещества обнаруживают волновые свойства, а частицы поля — свойства корпускул. Это получило название дуализма волны и частицы и было представлением, которое никак не укладывалось в рамки обычного здравого смысла. До этого физики придерживались убеждения, что вещество, состоящее из разнообразных материальных частиц, может обладать лишь корпускулярными свойствами, а физические поля — волновыми свойствами. Соединение в одном объекте корпускулярных и волновых свойств совершенно исключалось. Но под давлением неопровержимых экспериментальных результатов ученые вынуждены были признать, что микрочастицы одновременно обладают как свойствами корпускул, так и волн.

В 1925—1927 гг. для объяснения процессов, происходящих в мире мельчайших частиц материи — микромире, была создана новая волновая, или квантовая, механика. Последнее название и утвердилось за новой наукой. Впоследствии возникли и разнообразные другие квантовые теории: квантовая электродинамика, теория элементарных частиц и другие, которые исследуют закономерности движения в микромире.

Другая фундаментальная теория современной физики — теория относительности, в корне изменившая научные представления о пространстве и времени. В специальной теории относительности получил дальнейшее применение установленный еще Галилеем принцип относительности в механическом движении. Согласно этому принципу во всех инерциальных системах, т.е. системах отсчета, движущихся друг относительно друга равномерно и прямолинейно, все механические процессы происходят одинаковым образом, и поэтому их законы имеют ковариантную, или ту же самую математическую, форму. Наблюдатели в таких системах не заметят никакой разницы в протекании механических явлений. В дальнейшем принцип относительности был использован и для описания электромагнитных процессов. Точнее говоря, сама специальная теория относительности появилась в связи с преодолением трудностей, возникших при описании физических явлений.

Важный методологический урок, который был получен из специальной теории относительности, состоит в том, что она впервые ясно показала, что все движения, происходящие в природе, имеют относительный характер. Это означает, что в природе не существует никакой абсолютной системы отсчета и, следовательно, абсолютного движения, которые допускала ньютоновская механика.

Еще более радикальные изменения в учении о пространстве и времени произошли в связи с созданием общей теории относительности, которую нередко называют новой теорией тяготения, принципиально отличной от классической ньютоновской теории. Эта теория впервые ясно и четко установила связь между свойствами движущихся материальных тел и их пространственно-временной метрикой. Теоретические выводы из нее были экспериментально подтверждены во время наблюдения солнечного затмения. Согласно предсказаниям теории луч света, идущий от далекой звезды и проходящий вблизи Солнца, должен отклониться от своего прямолинейного пути и искривиться, что и было подтверждено наблюдениями. Более подробно эти вопросы мы рассмотрим в следующей главе. Здесь же достаточно отметить, что общая теория относительности показала глубокую связь между движением материальных тел, а именно тяготеющих масс, и структурой физического пространства — времени.

Научно-техническая революция, развернувшаяся в последние десятилетия, внесла много нового в наши представления о естественно-научной картине мира. Возникновение системного подхода позволило взглянуть на окружающий нас мир как на единое, целостное образование, состоящее из огромного множества взаимодействующих друг с другом систем.

С другой стороны, появление такого междисциплинарного направления исследований, как синергетика, или учение о самоорганизации, дало возможность не только раскрыть внутренние механизмы всех эволюционных процессов, которые происходят в природе, но и представить весь мир как мир самоорганизующихся процессов. Заслуга синергетики состоит прежде всего в том, что она впервые показала, что процессы самоорганизации могут происходить в простейших системах неорганической природы, если для этого имеются определенные условия (открытость системы и ее неравновесность, достаточное удаление от точки равновесия и некоторые другие). Чем сложнее система, тем более высокий уровень имеют в ней процессы самоорганизации. Так, уже на предбиологическом уровне возникают автопоэтические процессы, т.е. процессы самообновления, которые в живых системах выступают в виде взаимосвязанных процессов ассимиляции и диссимиляции. Главное достижение синергетики и возникшей на ее основе новой концепции самоорганизации состоит в том, что они помогают взглянуть на природу как на мир, находящийся в процессе непрестанной эволюции и развития.

В каком отношении синергетический подход находится к общесистемному?

Прежде всего подчеркнем, что два этих подхода не исключают, а, наоборот, предполагают и дополняют друг друга. Действительно, когда рассматривают множество каких-либо объектов как систему, то обращают внимание на их взаимосвязь, взаимодействие и целостность.

Синергетический подход ориентируется на исследование процессов изменения и развития систем. Он изучает процессы возникновения и формирования новых систем в процессе самоорганизации. Чем сложнее протекают эти процессы в различных системах, тем выше находятся такие системы на эволюционной лестнице. Таким образом, эволюция систем напрямую связана с механизмами самоорганизации. Исследование конкретных механизмов самоорганизации и основанной на ней эволюции составляет задачу конкретных наук. Синергетика же выявляет и формулирует общие принципы самоорганизации любых систем, и в этом отношении она аналогична системному методу, который рассматривает общие принципы функционирования, развития и строения любых систем. В целом же системный подход имеет более общий и широкий характер, поскольку наряду с динамическими, развивающимися системами рассматривает также системы статические.

Эти новые мировоззренческие подходы к исследованию естественно-научной картины мира оказали значительное влияние как на конкретный характер познания в отдельных отраслях естествознания, так и на понимание природы научных революций в естествознании. А ведь именно с революционными преобразованиями в естествознании связано изменение представлений о картине мира.

В наибольшей мере изменения в характере конкретного познания коснулись наук, изучающих живую природу. Переход от исследований на клеточном уровне к молекулярному ознаменовался крупнейшими открытиями в биологии, связанными с расшифровкой генетического кода, пересмотром прежних взглядов на эволюцию живых организмов, уточнением старых и появлением новых гипотез происхождения жизни и многого другого. Такой переход стал возможен в результате взаимодействия различных естественных наук, широкого использования в биологии точных методов физики, химии, информатики и вычислительной техники.

В свою очередь, живые системы послужили для химии той природной лабораторией, опыт которой ученые стремились воплотить в своих исследованиях по синтезу сложных соединений. По-видимому, в неменьшей степени учения и принципы биологии оказали свое воздействие на физику. Действительно, как мы покажем в последующих главах, представление о закрытых системах и их эволюции в сторону беспорядка и разрушения находилось в явном противоречии с эволюционной теорией Дарвина, которая доказывала, что в живой природе происходят возникновение новых видов растений и животных, их совершенствование и адаптация к окружающей среде. Это противоречие было разрешено благодаря возникновению неравновесной термодинамики, опирающейся на новые фундаментальные понятия открытых систем и принцип необратимости.

Выдвижение на передний край естествознания биологических проблем, а также особая специфика живых систем дали повод целому ряду ученых заявить о смене лидера современного естествознания. Если раньше таким бесспорным лидером считалась физика, то теперь в таком качестве все больше выступает биология. Основой устройства окружающего мира теперь признаются не механизм и машина, а живой организм. Однако многочисленные противники такого взгляда не без основания заявляют, что поскольку живой организм состоит из тех же молекул, атомов, элементарных частиц и кварков, то по-прежнему лидером естествознания должна оставаться физика.

По-видимому, вопрос о лидерстве в естествознании зависит от множества разнообразных факторов, среди которых решающую роль играют: значение лидирующей науки для общества, точность, разработанность и общность методов ее исследования, возможность их применения в других науках. Несомненно, однако, что самыми впечатляющими для современников являются наиболее крупные открытия, сделанные в лидирующей науке, и перспективы ее дальнейшего развития. С этой точки зрения биология второй половины XX столетия может рассматриваться как лидер современного естествознания, ибо именно в ее рамках были сделаны наиболее революционные открытия.

Различение способов рассмотрения организации сферы природы приводит к формированию различных концепций описания природы, что соответствует также существованию аналогичных способов рассмотрения экономики. Так, корпускулярная и концептуальная концепции описания природы отображаются соответственно в микро- и макроэкономике посредством наличия общих алгоритмов исследования природы и экономики, либо как состоящих из отдельных элементов, либо как представляющих собой единое целое. В то же время концепции существования порядка или беспорядка в природе находят свое отражение и в сфере экономики, где различают концепцию самодостаточности экономической системы, не нуждающейся в ее упорядочении со стороны государства, и концепцию необходимости государственного регулирования экономической системы, неспособной к автоматическому установлению равновесия (порядка).

Научный метод представляет собой яркое воплощение единства всех форм знаний о мире. Тот факт, что познание в естественных, технических, социальных и гуманитарных науках в целом совершается по некоторым общим принципам, правилам и способам деятельности, свидетельствует, с одной стороны, о взаимосвязи и единстве этих наук, а с другой — об общем, едином источнике их познания, которым служит окружающий нас объективный реальный мир: природа и общество.

Широкое распространение идей и принципов системного метода способствовало выдвижению ряда новых проблем мировоззренческого характера. Более того, некоторые западные лидеры системного подхода стали рассматривать его в качестве новой научной философии, которая в отличие от господствовавшей раньше философии позитивизма, подчеркивавшей приоритет анализа и редукции, главный упор делает на синтез и антиредукционизм. В связи с этим особую актуальность приобретает старая философская проблема о соотношении части и целого.

Многие сторонники механицизма и физикализма утверждают, что определяющую роль в этом соотношении играют части, поскольку именно из них возникает целое. Но при этом они игнорируют тот непреложный факт, что в рамках целого части не только взаимодействуют друг с другом, но и испытывают действие со стороны целого. Попытка понятъ целое путем сведения его к анализу частей оказывается несостоятельной именно потому, что она игнорирует синтез, который играет решающую роль в возникновении любой системы. Любое сложное вещество или химическое соединение по своим свойствам отличается от свойств составляющих его простых веществ или элементов. Каждый атом обладает свойствами, отличными от свойств образующих его элементарных частиц. Короче, всякая система характеризуется особыми целостными, интегральными свойствами, отсутствующими у ее компонентов.

Противоположный подход, опирающийся на приоритет целого над частью, не получил в науке широкого распространения потому, что он не может рационально объяснить процесс возникновения целого. Нередко поэтому его сторонники прибегали к допущению иррациональных сил, вроде энтелехии, жизненной силы, и других подобных факторов. В философии подобные взгляды защищают сторонники холизма (от греч. holos — целый), которые считают, что целое всегда предшествует частям и всегда важнее частей. В применении к социальным системам такие принципы обосновывают подавление личности обществом, игнорирование его стремления к свободе и самостоятельности.

На первый взгляд может показаться, что концепция холизма о приоритете целого над частью согласуется с принципами системного метода, который также подчеркивает большое значение идей целостности, интеграции и единства в познании явлений и процессов природы и общества. Но при более внимательном знакомстве оказывается, что холизм чрезмерно преувеличивает роль целого в сравнении с частью, значение синтеза по отношению к анализу. Поэтому он является такой же односторонней концепцией, как атомизм и редукционизм.

Системный подход избегает этих крайностей в познании мира. Он исходит из того, что система как целое возникает не каким-то мистическим и иррациональным путем, а в результате конкретного, специфического взаимодействия вполне определенных реальных частей. Именно вследствие такого взаимодействия частей и образуются новые интегральные свойства системы. Но вновь возникшая целостность, в свою очередь, начинает оказывать воздействие на части, подчиняя их функционирование задачам и целям единой целостной системы.

Мы видели, что не всякая совокупность или целое образуют систему, и в связи с этим ввели понятие агрегата. Но всякая система есть целое, образованное взаимосвязанными и взаимодействующими его частями. Таким образом, процесс познания природных и социальных систем может быть успешным только тогда, когда в них части и целое будут изучаться не в противопоставлении, а во взаимодействии друг с другом, а анализ сопровождаться синтезом.¹