Естественнонаучная картина мира как форма синтеза знания

1. Введение

Конспектируя «Науку логики» Гегеля, В. И. Ленин выделяет в качестве одной из существенных логических форм отображения человеком «вечно движущейся и развивающейся природы» «научную картину мира»^[1]. Истоки возникновения научной картины мира восходят к периоду возникновения естествознания как самостоятельной, по сравнению с такими формами общественного сознания как религия и философия, систематизации знаний о природе, после основополагающих исследований таких титанов научной мысли, как Леонардо да Винчи, Николай Коперник, Иоганн Кеплер, Галилео Галилей, Исаак Ньютон, М. В. Ломоносов. Выход в свет «Математических начал натуральной философии» Ньютона знаменует собой появление на горизонте прогрессирующего научного познания двух новых логических форм отображения действительности — естественнонаучной теории и естественнонаучной картины мира.

Термин «картина мира» прочно вошел в обиход в литературе по методологии и истории естествознания; различные аспекты содержания естественнонаучной картины природы, особенно физической, эволюция естественнонаучных представлений о материальном мире широко освещались в печати и продолжают исследоваться многими естествоиспытателями, философами и историками науки^[2].

Однако оказывается, что до недавнего времени сама специфика естественнонаучной картины мира, как новой логической формы отображения действительности, не была предметом исследований философов-марксистов. И только в последние годы в марксистской философской литературе появился ряд публикаций, среди которых следует в первую очередь указать на исследования М. Э. Омельяновского^[3], В. Ф. Черноволенко^[4] и М. В. Мостепаненко^[5], где анализируются сущность и типы естественнонаучных картин мира, возникающих в истории развития естествознания.

Подчеркнув, что характерной особенностью естествознания является постоянное стремление объединить добытые многочисленные факты и раскрытые отдельные связи и законы в форме научной картины мира, М. Э. Омельяновский определяет это понятие следующим образом: «Картина мира — это картина объективной реальности, т. е. движущейся и изменяющейся материи, высшим порождением которой является познающий ее человек»^[6]. По его мнению, решающую роль в выработке научной картины мира, «в которой материя и движение, пространство и время, причинность и закономерность, равно как и другие категории, находят место как своего рода пункты средоточия познания человеком явлений природы»^[7], играет физическая наука как лидер естествознания. В качестве фундаментальных физических картин мира М. Э. Омельяновский выделяет механическую, электромагнитную и релятивистскую квантовую картины мира (последняя еще не завершена, поскольку не построена релятивистская квантовая теория элементарных частиц).

В. Ф. Черноволенко различает определенные уровни систематизации научных знаний, начиная от таких элементарных, как понятие, и кончая такими предельно общими теоретическими построениями, как научная картина мира, философская система, мировоззрение, «замыкающие» логическую структуру знания. Он формулирует критерии различия между мировоззрением и научной картиной мира, подчеркивая, что с гносеологической точки зрения научная картина мира представляет собой «интегральный образ действительности»^[8], который выступает в качестве предпосылки построения более узких и частных систем науки. Для научной картины мира характерны ее адекватность объективной реальности, известная стабильность и «консервативность к естественнонаучным теориям, обязательный синтез научных абстракций с чувственно воспринимаемыми образами, наглядными моделями действительности. В логическом же плане научная картина мира не является, по его мнению, замкнутой, строго фиксированной системой знаний. В результате своих исследований В. Ф. Черноволенко определяет научную картину мира «как такой горизонт систематизации знаний, где как раз происходит теоретический синтез результатов исследования конкретных наук со знаниями мировоззренческого характера, представляющими собой целостное обобщение совокупного практического и познавательного опыта человечества»^[9]. Таким образом, согласно В. Ф. Черноволенко, научная картина мира выступает как одно из средств интеграции научных знаний; вместе с тем она является и предпосылкой дальнейшей дифференциации знания, в частности создания новых научных направлений и теорий.

В работах М. В. Мостепаненко акцентируется внимание на исследовании специализированной картины мира, а именно — физической, рассматривается процесс становления картин мира — механической, электродинамической и квантово-полевой — на трех основных этапах развития физики, роль этих картин мира в формировании новых физических теорий, обсуждается взаимовлияние философии и различных физических картин мира. Автор исходит из того, что физическая картина мира — это средство связи философии с физическими теориями, и в результате определяет физическую картину мира «как идеальную модель природы, включающую в себя в качестве своих элементов наиболее общие понятия, принципы и гипотезы физики и характеризующую определенный исторический этап ее развития. Физическая картина мира представляет собой целостное выражение достижений физики данного этапа ее развития, единое и стройное представление о природе, которое возникает путем умозрительного обобщения данных науки с помощью соответствующих философских идей. Физическая картина мира не только осуществляет две важные функции — отражательную и объяснительную, но играет важную роль в процессе формирования физических теорий»^[10]. Иными словами, не только обобщение достижений физической науки, по и определенная конкретизация «философских взглядов на природу» выступает в качестве «источника новых знаний»^[11].

Вопрос о природе новой логической формы отображения действительности — естественнонаучной картины мира, ставший особенно актуальным в связи с революционными сдвигами в естествознании, имеет, конечно, много аспектов. В работах М. Э. Омельяновского, В. Ф. Черноволенко, М. В. Мостепаненко рассматриваются лишь некоторые из этих аспектов, которые, естественно, представляются авторам как наиболее важные, или считаются особенно дискуссионными, или выпали из поля зрения других исследователей. М. Э. Омельяновский, подчеркивая объективный характер научной картины мира и непрерывное ее развитие, рассматривает органическую взаимосвязь этой формы отображения действительности с диалектико-материалистической философией и фундаментальными физическими теориями. В. Ф. Черноволенко сосредотачивает главное внимание на анализе сходства и различия мировоззрения и философии — с одной стороны, мировоззрения и диалектико-материалистической философии с естественнонаучной картиной мира — с другой.

При этом В. Ф. Черноволенко принимает как само собой разумеющееся и вполне ясное различие между естественнонаучной картиной мира и теорией, не рассматривая, однако, существо этого различия. В своих работах М. В. Мостепаненко исходит как из само собой разумеющихся положений, что, наряду с естественнонаучными, имеются еще и собственно философские взгляды на природу (кроме материалистического решения вопроса о первичности материи и вторичности, производности духа, сознания), что научная философия непосредственно не связана с физическими теориями и что каждая новая физическая картина мира обязательно предшествует новым физическим теориям.

Однако, как уже обнаруживалось в практике научного познания не раз, трудности кроются именно в содержании тех пунктов, которые считались уже решенными или вполне ясными. По мнению автора, заслуживают специального обсуждения такие, пока еще не решенные вопросы, как различие между понятийным аппаратом науки и естественнонаучной картиной мира, между натурфилософскими схемами и картиной мира, между фундаментальной естественнонаучной теорией и картиной мира, между взглядами, идеями и научной картиной мира. Исследователями не сформулированы критерии, которым должна удовлетворять естественнонаучная картина мира как специфическая (особенно по сравнению с теорией) форма, отображения действительности; в литературе также не обсуждалась, хотя бы предположительно, дальнейшая судьба этого способа систематизации научного знания в условиях развернувшейся научно-технической революции (учитывая, например, попытки построения в физике «единой теории поля» и др.). Следует также заметить, что весьма спорными представляются утверждения о том, что научная философия не связана с естественнонаучными теориями, что новая картина мира обязательно предшествует созданию новых теорий, что наряду с естествознанием в наше время существуют и специфические «философские взгляды на природу».

Конечно, в данной статье автор не имеет намерения (да и нет такой возможности) обсудить все упомянутые выше вопросы; в ней будет сосредоточено внимание на следующих аспектах вопроса о природе естественнонаучной картины мира: существо этой логической формы отображения действительности, необходимость ее появления в арсенале средств научного познания, взаимосвязь между естественнонаучной картиной мира и естественнонаучными теориями, о некоторых тенденциях дальнейшего развития картины мира (в соотношении с другими формами отображения действительности).

В статье более или менее детально излагается содержание лишь двух естественнонаучных картин мира — механической и релятивистской; однако этого, по мнению автора, вполне достаточно, чтобы на примере упомянутых картин природы раскрыть специфику этой логической формы отображения действительности, показать ее связь с другими формами отображения действительности и ее роль в прогрессе научного познания.

2. Механическая картина природы

После создания Ньютоном классической механики в науке сформировалось специфическое отображение природы, получившее со временем название «механической картины мира». Механическая картина природы сыграла исключительно важную роль в ходе дальнейшего развития научного познания, будучи определенным итогом постижения природы, который был представлен в систематической форме, а позднее стал основанием, образцом и импульсом для последующих естественнонаучных исследований.

Механическая картина мира — это систематизированное, целостное представление об окружающей нас природе, базирующееся на механической теории Ньютона (с учетом огромных практических успехов, полученных на ее основе) и реализуемое с помощью совокупности фундаментальных естественнонаучных понятий, философских категорий, наглядных образов и моделей. Согласно этой картине, окружающий нас мир состоит из трех независимых друг от друга сущностей: вещества, абсолютного пространства и абсолютного времени. Основные закономерности природы — закон инерции, закон движения (второй закон Ньютона) и закон всемирного тяготения, важнейший тип взаимодействия — гравитация. Вещество состоит из молекул и атомов, объединенных в совокупность физических тел и частиц, расположенных в закономерном порядке в пространственно-временном континууме, причем каждое тело и частица (как элемент тела), находясь в различных, но значительно удаленных областях (абсолютного) пространства, существует в определенный интервал (абсолютного) времени независимо от других тел и частиц. Предполагается, что физические воздействия в принципе могут распространяться из одного места (абсолютного) пространства в другие места мгновенно, с бесконечно большой скоростью. Важнейшими характеристиками поведения вещественных образований являются масса, энергия, сила, импульс, момент импульса, а также длина, интервал времени, скорость, ускорение.

Абсолютное пространство — это вместилище вещественных образований (последние, естественно, не оказывают на него никакого влияния), бесконечная пустота, абсолютно неподвижная, непрерывная и проницаемая. Абсолютное пространство характеризуется однородностью, изотропностью и трехмерностью и описывается с помощью геометрии Евклида. Однородность пространства означает, что законы природы одинаковы в любом его месте, а изотропность — что законы природы одинаковы в любом его направлении.

Абсолютное время — это бесконечная длительность, протекающая равномерно, безотносительно к происходящим в веществе процессам. Абсолютное время однородно и обладает одним измерением. Однородность времени означает, что законы природы одинаковы в любой точке как в бесконечно далеком прошлом, так и в настоящее время. Длительность протекает только в одном направлении — от абсолютно прошлого к абсолютно будущему.

В XIX столетии содержание механической картины природы существенно обогатилось в результате трех великих открытий в естествознании, на которые особое внимание обратил Ф. Энгельс, — клеточной теории, теории развития Дарвина и формулирования закона сохранения и превращения энергии. Правда, ассимиляция этих открытий, свидетельствующих о диалектическом характере процессов в природе, происходила в науке с большим трудом.

Научная картина мира, в отличие от натурфилософских схем, опиралась па результаты опытного исследования природы, которое развернулось со времен Леонардо да Винчи и Галилея и стало особенно эффективным после того, как сформировалась естественнонаучная теория, т. е. механика Ньютона.

Хотя фундаментом механической картины мира и была механическая теория Ньютона, однако постепенно эта картина начала обогащаться за счет интегральных представлений из других областей естественнонаучного знания — биологии, физиологии, медицины, геологии, антропологии, астрономии и других отраслей естественнонаучного познания. Постепенно в XVIII — первой половине XIX века была сформулирована научная картина мира, ядром которой были ньютоновы представления. Ядро научной картины мира составляет целостный образ действительности, сформированный па базе фундаментальных теорий лидера естествознания. Поскольку лидирующее положение в естествознании «захватила» физическая наука, то ядром научной картины мира и были физические картины мира, сменяющие друг друга после появления механической картины мира. Таким образом, физика со времени появления научной картины мира определяет основное ее содержание; при этом, конечно, научная картина мира ассимилирует наиболее общие и существенные результаты, полученные в других областях естественнонаучного познания, которые, конечно, «окрашиваются» в цвет ее реального ядра.

3. Релятивистские теории. Логико-гносеологические предпосылки их построения

Следующий существенный шаг в познании природы ведет свое начало от электродинамики движущихся тел Максвелла (вторая половина XIX столетия), на базе которой в физике формируется электродинамическая картина мира. Согласно этой картине мира, сменившей механическую картину, окружающий нас мир состоит из вещества, основу которого составляют электроны (электрически заряженные частицы) и излучения, абсолютного пространства и абсолютного времени. Следует заметить, что появление электродинамической картины мира не привело к существенному изменению естественнонаучной картины мира (до начала XX века ядро естественнонаучной картины мира по-прежнему составляла механическая картина природы).

Как известно, в результате развернувшейся революции в физике на рубеже XIX—XX веков в начале XX века появились две новые фундаментальные физические теории — специальная теория относительности и общая теория относительности. Исходные идеи и содержание новых теорий послужили основанием для построения релятивистской картины мира в физике, сыгравшей существенную роль в коренном изменении естественнонаучной картины мира и в отказе от механицизма. В ходе построения, истолкования и применения специальной и общей теории относительности (а позже — и квантовой механики) обнаружилась также важная роль логико-гносеологических предпосылок, определенных методологических установок, предъявляемых к такой специфической систематизации естественнонаучного знания, как теория. Следует подчеркнуть, что совокупность методологических установок, на основе которых были сформулированы физические теории классического типа (механическая теория Ньютона, электромагнитная теория Максвелла и др.), и их значимость в «теоретизации» физики были выявлены (в первую очередь, создателями релятивистской и квантовой физики — А. Эйнштейном и Н. Бором) именно в ходе построения, истолкования и дальнейшего усовершенствования новых физических теорий «неклассического» типа (т. е. специальной теории относительности, общей теории относительности и затем квантовой механики). Поэтому не случайно, как природа и структура естественнонаучных теорий, так и содержание логико-гносеологических требований, сыгравших важную роль в их формировании, стали в центре внимания философов и методологов в XX веке.

Рассмотрим теперь подробнее в свете современной, диалектико-материалистической методологии принципы механики Ньютона как первой естественнонаучной теоретической системы, а также совокупность тех методологических установок, которым, по сути, следовали теоретические и экспериментальные исследования классического естествознания. Прежде всего охарактеризуем логико-гносеологические предпосылки естественнонаучного познания, характерные для классической физики (и соответственно, для классического естествознания).

К этим предпосылкам относятся следующие: природа существует объективно (т. е. природа первична по отношению к ощущениям, восприятиям, сознанию исследователя и существует независимо от них), ее закономерности и свойства в принципе познаваемы; экспериментальные исследования (включающие наблюдения) — основа естественнонаучного познания, исследователь свободен в выборе экспериментальных средств, все характеристики исследуемого явления могут определяться одновременно; признание неизменности объектов познания в процессе исследования и вместе с тем независимость их существования от средств исследования; постулирование возможности четкого установления различия между поведением исследуемых систем «самих по себе» и наблюдаемыми явлениями^[12].

Согласно методологическим установкам классической физики, возможно экспериментальными средствами неограниченное разложение природы на множество независимых элементов (постулат возможности абсолютного обособления вещей в природе). Соответственно, допускается возможность детального анализа каждого звена естественного процесса как непрерывной цепи состояний исследуемой системы. Сведения о состоянии исследуемых явлений могут выражаться через величины, имеющие количественную меру; измеримые величины должны выражать законы природы, которые формулируются на языке математики (программа Галилея).

И действия экспериментальных средств, и поведение объектов исследования описываются с помощью одинаковых теоретических средств. Важнейшим средством теоретического описания является целостная и непротиворечивая система, именуемая естественнонаучной теорией; теория строится «методом принципов» на основе определенных исходных постулатов, или аксиом, с использованием фундаментальных понятий, являющихся обобщением опыта.

Исходными идеями при построении классической механики послужили упомянутые выше представления о природе. В качестве фундаментальных понятий механики были взяты понятия материальной точки, абсолютной длины, абсолютного интервала времени и одновременности событий, массы, силы, скорости, ускорения, импульса, момента импульса и ряд других. Исходными принципами этой теории являются принцип инерции, закон движения, принцип равенства действия и противодействия.

Предполагалось, что с помощью механической теории можно осуществить абсолютную объективность описания явлений природы. Классический принцип объективности описания, опирающийся на основной постулат научного познания (признание объективного существования внешнего мира), включает следующие требования: а) однозначность применения понятий и систем понятий для описания и объяснения исследуемых явлений; б) признание в любом исследовании резкой границы между содержанием познания и исследователем (наблюдателем); в) отсутствие в информации о физических явлениях ссылки на познающего субъекта; г) признание эксперимента единственным критерием истинности теоретических утверждений.

В соответствии с логико-гносеологическими предпосылками классической физики, было сформулировано положение, что, опираясь па механику Ньютона, можно в принципе осуществить абсолютно точное, однозначное и исчерпывающее объяснение явлений природы (лапласовский детерминизм). Эта возможность опирается на предположения, согласно которым возможно: а) зная начальное состояние исследуемой системы, находящейся в фиксированных внешних условиях, предсказать через измеримые величины с помощью уравнений движения все последующее поведение этой системы в будущем; б) одновременно устанавливать со сколь угодной точностью кинематические и динамические характеристики исследуемых объектов; в) реализовать в экспериментальных условиях любой законченный процесс в желаемом для исследователя направлении. Согласно классической методологии всегда возможно и необходимо наглядное моделирование исследуемых явлений; в известном смысле построение наглядной модели поведения исследуемой системы здесь было синонимом научного объяснения. Как научная теория, так и научная картина мира должны подчиняться принципу абсолютной объективности описания явлений природы, согласно кото рому научное знание не должно содержать каких-либо утверждений, касающихся экспериментальных условий.

Теперь обратимся к специальной и общей теории относительности, созданным в начале XX века. Когда создавались эти теории, в естествознании уже был накоплен определенный опыт создания и картины мира, и естественнонаучных теорий, в той или иной мере была начата работа по выявлению методологических требований к построе нию теоретических систем, с успехом применялись в практической деятельности созданные теории (например, механика). Рассмотрим сначала в логико-гносеологическом плане принципиальное содержание специальной и общей теории относительности как наиболее характерных теоретических систем неклассического, релятивистского типа.

Эти теории, как целостные и непротиворечивые системы, характеризуются комплексом их основных исходных идей (заимствованных в той или иной мере из механической картины мира и модифицированных в соответствии с новыми фундаментальными открытиями), постулатов (аксиом), понятий и законов. Основные исходные идеи специальной теории относительности — относительность всякого механического движения (перемещения) и заданность метрики, ее «жесткость». Согласно первой идее любое движение материального тела (тел) может происходить только по отношению к другим материальным же телам (телу); абсолютного движения (в смысле перемещения по отношению к чему-то находящемуся в абсолютном покое), как и абсолютного покоя не существует (вообще, утверждение, что тело движется без указания так называемой среды отнесения, т. е. другого тела пли совокупности тел, лишено научного смысла). Содержание идеи о «жесткости» метрики, на которую обратил особое внимание академик В. А. Фок, сводится к утверждению о независимости метрики (пространственно-временных характеристик) от происходящих физических процессов (это утверждение не сводится к утверждению о характере пространственно-временных свойств — евклидовых, римановых и т. п.)

Важнейшими эвристическими принципами, с помощью которых строилась специальная теория -относительности, являются принцип единства физики и «начало принципиальной наблюдаемости». Принцип единства физики требует приведения данной отрасли знания к единому фундаменту или же хотя бы установления непротиворечивости ее различных разделов и направлений («нивелировка» всего теоретического основания физики). Именно опираясь на этот принцип, А. Эйнштейн выдвинул гипотезу о действии принципа относительности Галилея, который «работал» в классической механике, и в масштабах электродинамики. В результате был сформулирован более общий принцип относительности Галилея-Эйнштейна как исходный постулат релятивистской теории. Соответственно, согласно принципу единства физики уже после создания специальной теории относительности необходимо было преобразовать теорию тяготения Ньютона применительно к установкам этой новой теории, что привело к созданию общей теории относительности. Этот принцип выступает и в форме требования завершить релятивистскую физику созданием «единой теории поля». Требование «начала принципиальной наблюдаемости» сводится к тому, чтобы утверждения и понятия новой теории в принципе (прямо или опосредованно) были связаны с величинами, доступными измерению. С помощью этого «начала» осуществляется отбор фундаментальных понятий новой теории. Так, например, путем применения «начала принципиальной наблюдаемости» при построении специальной теории относительности из понятийного аппарата новой физики были удалены такие термины, как «абсолютное пространство», «абсолютное движение», «абсолютное время» и ряд других.

Исходные постулаты специальной теории относительности — специальный принцип относительности и принцип постоянства скорости света. Фундаментальные понятия новой теории — поле, событие, инерциальная система, сила, масса-энергия, импульс, момент импульса, длина, интервал времени, скорость, ускорение. Специальная теория относительности отказывается от концепции дальнодействия, уточняет понятие инерциальной системы, связывает понятия пространства и времени, вводит понятие поля как важнейший элемент теоретической системы.

Исходными идеями общей теории относительности (в классической формулировке А. Эйнштейна) являются положения о влиянии физических процессов на пространственно-временные характеристики (единство метрики и тяготения) и о единстве пространства и времени как четырехмерного многообразия с индефинитной метрикой (риманов характер метрики). Ее исходные постулаты (в которых лишь частично реализуются исходные идеи) — общий принцип относительности и принцип эквивалентности. Фундаментальные понятия этой теории: (гравитационное) поле, «моллюск отсчета» (вместо инерциальной системы), точка (пространственно-временной континуум), пространственно-временные совпадения.

А каковы методологические требования, которые предъявляются к релятивистским теориям согласно релятивистской методологии? Необходимо прямо указать на зависимость описания физических явлений от выбора систем отсчета, т. е. вводится явное различие между основным постулатом науки (признание объективности природы) и исходным познавательным отношением (взаимосвязь объекта и субъекта познания — исходный пункт познавательного процесса). При этом возникает потребность во введении в концептуальный аппарат науки новых логических структур, призванных обеспечить объективность описания и объяснения физических явлений исследователем. К числу таких структур и относится «концепция относительности», выступающая характеристикой исходного познавательного отношения в самой общей форме и указывающая на зависимость описания любого физического явления от принятой системы отсчета, включая измерительные устройства^[13]. Концепция относительности затем конкретизируется в ряде других понятий и принципов. В частности, принципы относительности в рамках специальной и общей теории относительности определяют степень независимости наблюдений от систем отсчета (ориентации измерительных средств), выражают независимость физических законов от средств познания (систем отсчета исследователя).

Таким образом, релятивистская физика, вырастая по существу из классической физики, при этом отходит от ряда ее методологических установок, подчеркивающих абсолютный характер физических явлений.

Учет взаимосвязи объекта и субъекта познания в познавательном процессе приводит и к другим изменениям в концептуальной структуре физики и понимания природы физического знания. Прежде всего, должно быть изменено понимание предмета физической теории. В основополагающей работе А. Эйнштейна 1905 года «К электродинамике движущихся тел» он писал: «Суждения всякой теории касаются соотношений между твердыми телами (координатными системами), часами и электромагнитными процессами»^[14]. Таким образом, если раньше предполагалось, что теория должна включать лишь средства объяснения исследуемого физического мира, то, согласно новому пониманию, она должна включать и характеристику средств исследования (в их отношении к объектам исследования) вместе с процедурой познания закономерностей и свойств физических объектов.

При построении каждой новой естественнонаучной теории, как и прежде, ставится задача — исчерпывающим образом объяснить определенную совокупность явлений природы (т. е. раскрыть ее законы). Однако, как свидетельствует опыт развития естествознания, в частности физики, эта задача не может быть разрешена в рамках одной, данной теоретической системы (например, механики Ньютона). Абсолютное, исчерпывающее познание природы реализуется в процессе бесконечного познания, осуществляемого человечеством в его историческом развитии с помощью весьма разнообразных познавательных средств, включающих и теории, и картины мира, и другие понятийные структуры. Обратим здесь внимание на одну из особенностей физической теории, обусловливающей ее ограниченность. Содержание важнейших логических элементов физической теории — физических объектов и физических величин — включает, как оказалось, определенную взаимосвязь объектов и средств исследования (как па уровне эксперимента, так и на уровне теории). Например, до появления релятивистских теорий считалось, что, предположив существование абсолютного пространства (абсолютной системы отсчета), можно будет в принципе полностью исключить из содержания физической теории те аспекты, которые характеризуют отношение движущихся друг относительно друга систем отсчета к объектам исследования (телам, движущимся в абсолютном пространстве) и, таким образом, получить «чистое» (абсолютное) знание о физических объектах «самих по себе». На самом же деле оказалось, что не только представление об абсолютном пространстве (в смысле Ньютона) является несостоятельным, но и вообще попытки исключить один тип влияния познавательных условий на результаты исследования в классических теориях приводят к появлению иных типов такого влияния в новых теориях (допустим, в релятивистских теориях и в квантовой механике). Новое понимание предмета физической теории было положено в основу методологии физики XX века. Таким образом, релятивистская физика вносит существенные поправки в методологический тезис классической физики об абсолютно однозначном соответствии между элементами исследуемого физического мира и всеми понятиями физической теории, ибо в релятивистских теориях наряду с «абсолютным» и инвариантными понятиями (характеризующими объекты исследования) вводятся на равных правах «относительные» и вариантные понятия (характеризующие отношение физических объектов и их свойств к средствам исследования).

Изменение понимания предмета физической теории приводит также к появлению в концептуальной структуре физики нового понятия — «физической реальности» (что не приводит, конечно, к отказу от понятия «физический мир»). Выступая в качестве реализации одного из аспектов положения об объективной реальности внешнего мира, понятие «физической реальности» является специфической характеристикой эмпирической основы познавательного процесса, поэтому применение этого понятия вне учета познавательного процесса не имеет научного смысла.

Для более полной характеристики понятия «физической реальности» следует, по мнению автора, использовать такое понятие, как «условия познания»^[15]. Под «условиями познания» на уровне эксперимента подразумевается «фон» протекания исследуемых наблюдателем физических процессов, который опосредованным путем взаимодействует с физическими объектами, а также средствами исследования последних, а именно: системы (тела) отсчета и измерительные устройства, сконструированные исследователем на основе определенных теоретических предпосылок.

На уровне же теории под «условиями познания» подразумеваются функционирующий в данной теоретической системе «язык наблюдений» (включая теоретические представления условий познания на уровне эксперимента), а также научный «фон» и средства развертывания и интерпретации теоретических систем, а именно; исходное знание, необходимое для построения каждой данной теории, включающее философские и логические предпосылки, наглядные образы и модели, проверенные опытом фундаментальные физические теории (классическая механика, специальная теория относительности и др.), методологические принципы (принцип соответствия, начало принципиальной наблюдаемости и т. п.), фундаментальные (элементарные, первичные) понятия (масса, импульс), закономерности формирования понятий, теорий и картин мира. «Условия познания» выступают в качестве опосредствующего звена в познавательном процессе между исследователем и физическими объектами.

Теперь рассмотрим новое понятие — понятие «физическая реальность»^[16]. Под «физической реальностью» понимается взаимосвязь физических объектов и условий познания в процессе познавательной деятельности исследователя, опосредствование объектов познания условиями познания на уровне эксперимента, т. е. определенная форма данности объективной реальности. Эти опосредствования фиксируются, представляются, моделируются различным образом на различных уровнях познавательного процесса. С этой точки зрения можно говорить о «физической реальности» на уровне эксперимента, допустим как о форме проявления микромира в макроприборах (движение частиц в камере Вильсона) и, соответственно, о представлении этой «физической реальности» на различных уровнях: на эмпирическом (описание треков в камере Вильсона) и на теоретическом (корпускулярно-волновое представление реальности). Таким образом, если понятие «физический мир» (или природа) характеризует либо исходную и конечную цель физического познания (нечто первичное по отношению к сознанию исследователя), либо определенную совокупность физических объектов, то понятие «физической реальности» вводится в понятийный аппарат науки для выражения формы и степени данности исследователю этого мира при различных условиях познания, с помощью различных языковых средств науки.

В качестве средств получения нового знания, формирования новых физических теорий в ходе революционных сдвигов в физической науке все более отчетливо стала выступать определенная совокупность эвристических приемов (принципов), не являющихся обобщением непосредственного экспериментального базиса этих теорий. К числу таких принципов следует отнести начало принципиальной наблюдаемости, принцип единства физики, принцип преемственности теорий, уточненный затем Н. Бором как принцип соответствия, принцип локальности (концепция поля как основной метод описания явлений) и др. Наконец, релятивистская методология, исходя из необходимости формулирования зацонов природы на языке математики, раскрывает в более полной мере (особенно после электродинамики Максвелла) принципиально новую функцию математических абстракций — эвристическую. Математические абстракции выступают средством отыскания новых физических законов и предсказания существования ранее неизвестных физических эффектов (релятивистские эффекты искривленности физического пространства-времени в общей теории относительности, эффект красного смещения в релятивистской космологии и др.).

4. Релятивистская картина природы

Механическая картина мира была сформулирована как необходимое звено в процессе бесконечного познания окружающей нас природы, как логическая форма представления ее закономерностей и свойств в систематическом и цельном виде. Опираясь на основной постулат научного познания (признание материальности внешнего мира) и используя такие философские категории, как движение, пространство, время, причинность, закономерность и ряд других, механическая картина природы модифицирует и конкретизирует рациональное содержание натурфилософских систематик прошлого с учетом результатов, полученных в науке с помощью механической теории Ньютона как способа описания и объяснения физического мира. Релятивистская картина мира, которая пришла на смену механической и электродинамической, формируется па базе исходных идей и принципиального содержания, результатов и выводов фундаментальных физических теорий — специальной теории относительности и общей теории относительности. Релятивистская картина мира представляет собой единый взгляд на окружающий нас физический мир, с учетом тех достижений, которыми располагала экспериментальная и теоретическая физика к началу XX века. Методологической основой релятивистской картины мира, как и механической картины, является материалистическая философия.

Каково же содержание релятивистской картины мира? В ней физический мир представлен существенно отличающимся от «мира Ньютона»: если механическая картина мира характеризовала этот мир как состоящий из трех независимых друг от друга сущностей — вещества, абсолютного пространства и абсолютного времени, то, согласно новой картине мира, физический мир есть единое материальное образование, проявляющееся в двух формах — атомистичного вещества и континуальных полей, находящихся в непрерывном движении. Одним из атрибутов этого единого материального образования является четырехмерная симметрия пространства-времени (хотя временное измерение не во всех отношениях симметрично! с пространственными измерениями). Существует предел распространения взаимодействий в физическом мире, равный величине скорости движения света в вакууме (в то время как в механической картине мира предполагалась возможность передачи взаимодействий с бесконечной скоростью). Физические процессы в принципе могут влиять на метрику пространства-времени, а сам пространственно- временной континуум является римановым (а не евклидовым). Зависимость пространственно-временных характеристик от скорости движения физических систем, от гравитирующих масс и от других физических процессов может быть в принципе обнаружена экспериментально (так называемые релятивистские эффекты).

Таким образом, абсолютного движения, абсолютного пространства и абсолютного времени в смысле механической картины природы в действительности не существует. Что же касается концепций причинности и атомизма, то в этом плане появление релятивистской картины мира нс вносит в науку ничего принципиально нового (только уточняется понимание причинно-следственной связи: одно событие рассматривается как причина, а другое событие как следствие первого только в том случае, если физическое возмущение, вызванное первым событием, поступило ко второму не позже, чем в момент, когда происходило второе событие).

Создание релятивистской картины мира привело в научном знании к отказу от механической картины мира и к формированию принципиально новой естественнонаучной картины мира, использующей в качестве ядра релятивистскую картину мира. После создания квантовой механики (1925—1927) на ее основе начинает возникать квантовая картина мира, которая, отрицая в существенных пунктах механическую картину природы, в то же время не противоречит в принципе релятивистской картине мира. Изменения, вносимые в понимание природы квантовой картиной мира, касаются прежде всего структуры вещества и полей, а также их соотношения. Квантовая картина природы рассматривает в единстве корпускулярные и волновые свойства материи, значительно расширяет понятия поля (частицы рассматриваются как возбуждения различных квантовых полей), раскрывает многообразие материальных физических взаимодействий (кроме известных гравитационных и электромагнитных взаимодействий рассматриваются слабые и сильные взаимодействия), вводит (наряду с известными динамическими) статистические закономерности как существенную характеристику физических процессов, исходит из идеи взаимопревращаемости квантовых частиц и полей, вводит представление о структурности не только атомного ядра, но и элементарных частиц. Квантовая картина мира (процесс формирования которой еще не завершен), как и механическая и релятивистская картины, сыграла существенную роль в изменении естественнонаучной картины мира наших дней. В науке не раз уже высказывались предположения о необходимости объединения релятивистской и квантовой картин мира в единую релятивистско-квантовую картину, однако эти предположения еще практически не реализованы.

Итак, релятивистская и квантовая картины мира составляют ядро современной естественнонаучной картины мира. Эта картина мира существенным образом дополняется важнейшими достижениями в области тех наук и научных направлений, которые либо недавно возникли (например, кибернетика), либо переживают период революционных сдвигов (биология, астрономия). Так, кибернетика раскрывает перед человеком новый мир закономерностей и свойств такой малоизученной области явлений, как процесс управления различными системами, фундаментальной концепцией новой науки является понятие информационных процессов, которые являются столь же материальными, как и энергетические процессы (хорошо прежде изученные), и представляют собой неотъемлемый аспект функционирования живой природы^[17].

В настоящее время в биологической науке также происходят революционные преобразования. На пути решения важнейшей проблемы биологии — проблемы сущности жизни — эта наука добилась больших успехов, расширив и углубив научное понимание таких существенных особенностей живого, как способность к самовоспроизведению, наследственность, обмен веществ, трансформация жизни в живых организмах и ряд других^[18]. К числу важнейших открытий современной биологии академик Б. Л. Астауров^[19] относит раскрытие основных закономерностей наследственности и формулирование концепции гена, как устойчивых дискретных материальных «носителей наследственности» и проникновение в физико-химическую сущность генов.

Установление всеохватывающей роли потока информации, прежде всего генетической, как составной части жизненных процессов и выявление новых форм ее реализации, осуществляемых на молекулярном уровне, химический синтез белковых молекул, раскрытие природы многих проявлений жизнедеятельности как результата структурных изменений молекул биологических полимеров — белков и нуклеиновых кислот — все это является исключительно важным вкладом в понимание сущности жизни. За последние несколько десятков лет в астрономии открыт до этого времени неведомый человеку мир — такие явления, как «разбегание» галактических систем, существование ядер галактик, где происходят грандиозные процессы (источник энергии которых пока не ясен), которые существенным образом влияют на поведение всей Галактической системы, квазизвездные радиоисточники (квазары), пульсирующие звезды (пульсары) и ряд других. Эти достижения астрономии убедительно свидетельствуют о таких особенностях объектов астрономических исследований, как нестационарность и неоднородность, раскрывают многообразие закономерностей космических процессов. Все эти открытия существенным образом обогащают современную естественнонаучную картину мира.

5. Особенности естественнонаучной картины мира

Рассмотрим теперь в заключение особенности естественнонаучной картины мира (по сравнению с другой формой систематизации научного знания — теорией). Как и к любому способу систематизации научного знания, к картине мире предъявляется такое требование, как удовлетворение принципу объективности и научности (т. е. она должна быть отображением объективно существующего мира).

Естественно, научная картина мира по сути дела — это синтетическое, систематизированное и целостное представление о природе на данном этапе развития научного познания. Это представление формируется на базе частных картин мира отдельных отраслей науки. Методологической основой формирования естественнонаучной картины мира на всех этапах развития научного познания выступала научная, т. е. материалистическая философия, ее принципы и категории. Ядром каждого определенного исторического этапа развития естественнонаучной картины мира является частная картина мира той отрасли науки, которая занимает лидирующее положение. Судьба этой базовой картины мира определяет и дальнейшую судьбу общей естественнонаучной картины мира. Иными словами, решающие события происходят именно в рамках частных картин мира, радикальные изменения в которых всегда более заметны и ощутимы, нежели изменения, происходящие в общей естественнонаучной картине мира. Как известно, переход в физике от механической к релятивистской, а затем и к квантовой картине мира привел к существенным изменениям в содержании естественнонаучной картины мира.

Особенностью естественнонаучной картины мира является также обязательно наглядный характер ее образов (конечно, эта наглядность в определенной мере связана с наглядностью образов фундаментальных теорий лидера естествознания, однако она — более высокого порядка, нежели наглядность образов теории, исторически связана со здравым смыслом и обыденным сознанием людей^[20]). В результате естественнонаучная картина мира выступает средством объяснения (в смысле привлечения наглядных образов) природы с точки зрения ее фундаментальных закономерностей и свойств. Поэтому картина природы закономерно связана с мировоззрением и выступает одним из средств формирования у людей научного миропонимания. Таким образом, появление и функционирование естественнонаучной картины мира связано с тем, что она выступает одним из средств обогащения мировоззрения и формирования миропонимания, а также является важной ступенью развития естественнонаучного знания.

Каковы же принципиальные отличия между частной научной картиной мира и естественнонаучной теорией? Как свидетельствует опыт развития лидера естествознания — физической науки, для научного объяснения результатов экспериментальных исследований были введены две понятийные системы — физическая теория и физическая картина мира. Первоначально они различались только по структуре и степени общности (наиболее общая теория — физическая картина мира). К физической картине мира, физическим теориям и понятиям в классической физике предъявлялись следующие требования: поскольку источником физического знания является материальный мир, то физическая картина мира должна служить объяснением поведения этого мира в целом, физические теории — объяснением определенных областей мира (например, тепловых или электромагнитных явлений), а каждое понятие должно непосредственно представлять в картине мира или в теории тот или иной элемент физического мира. Революционные преобразования в физике, связанные с появлением релятивистских и квантовых теорий, привели к изменению понимания сущности физической (и вообще — естественнонаучной) теории. Теория выступает не только в качестве средства объяснения определенной области физических явлений, но она также должна содержать логические средства экспериментального исследования этой области явлений и проверки своих утверждений: теория становится в центре внимания не только естествоиспытателей, но и философов, логиков и методологов. Все более и более дифференцируется понятийная структура физической картины мира и физических теорий. Физическая картина мира представляет собой совокупность знаний о наиболее общих закономерностях и свойствах всего известного нам физического мира. Ее важнейшие понятия — модифицированные (т. е. несколько измененные и конкретизированные) философские категории субстанционального порядка (движение, взаимодействие, причинность, необходимость, закономерность, бесконечность и др.), фундаментальные физические понятия, характеризующие физические объекты независимо от условий познания (вещь, тело, частицы, поле, вакуум). Физическая картина мира выступает в качестве существенного и необходимого элемента физической науки.

Физические же теории, отличаясь по своим основаниям и целям от физической картины мира, базируются и на несколько иной понятийной структуре. Точнее говоря, включая в свое содержание средства объяснения поведения определенных систем физических объектов (т. е. включая понятийную структуру физической картины мира), физическая теория также содержит такие понятийные средства, с помощью которых обеспечивается описание средств и процедур экспериментальных исследований и их результатов. Физические теории, разумеется, опираются на категории субстанциального порядка, однако специфическими понятиями этой системы знаний являются такие, как «физическая реальность», «физический объект», «система отсчета», «математическая схема» и т. п. Как было отмечено выше, физическая теория характеризуется строго определенной совокупностью идей, понятий, принципов и математических схем, органическим единством этих элементов на базе экспериментальных оснований физической науки. Фундаментальные физические теории — механика (в ее современном понимании), специальная и общая теория относительности, квантовая механика — наиболее близко (среди всех естественнонаучных теорий) подходят к современному идеалу научной теории, который в логике науки формулируется следующим образом: теория отличается от других форм знания, «во-первых, достоверностью содержащегося в ней научного знания, обеспечиваемой получением этого знания в соответствии с существующими научными стандартами и выражающейся в его внутренней непротиворечивости, реализация его проверки на истинность и т. д.: во-вторых, тем, что теория дает обобщенное описание исследуемых в ней явлений, формулирование в ее рамках общих законов, которые не только описывают определенный круг явлений, но и дают их объяснение и содержат возможность предсказания новых, еще не изученных фактов; в-третьих, выделением в составе теории множества исходных утверждений и множества утверждений, получаемых из исходных путем вывода, доказательства, причем сам процесс доказательства подчиняется особым логическим закономерностям, которые формулируются для данной теории или для определенного класса теорий»^[21].

Если физическая картина мира — это такая система знаний, которая представляет материальный физический мир, отвлекаясь (в максимально возможной степени) от самого процесса получения знания, то физическая теория как раз включает в себя логические средства, обеспечивающие как получение этих знаний, так и проверку их объективного характера. Физические теории и физическая картина мира различаются также и своими историческими судьбами. Если появление каждой новой фундаментальной физической теории приводит лишь к уточнению границ применимости «старых» теорий, то появление новой физической картины мира связано либо с отрицанием правомерности прежней, ранее функционировавшей картины мира, либо с попытками как-то объединить эти картины мира в единое целое (таковы попытки объединить релятивистскую и квантовую картины мира).

Характерной особенностью современного естественнонаучного познания является, как уже отмечалось, все возрастающая роль логико-гносеологических предпосылок при построении и истолковании новых естественнонаучных теорий. Совокупность этих предпосылок (в статье были рассмотрены только предпосылки механической теории и релятивистских теорий) в их исторической связи с фундаментальными теориями составляет своеобразную картину описания породы. Содержание этой картины и ее эволюция еще мало изучены в нашей философской литературе.

Из всего вышеизложенного вырисовывается определенная схема взаимосвязи философии, частных естественнонаучных картин мира и теорий, существенно отличающихся от схемы, предложенной, например, М. Мостепаненко. Диалектико-материалистическая философия влияет, конечно, на формирование естественнонаучной картины мира и на формирование научной картины познания мира, а посредством их — на создание и интерпретацию новых естественнонаучных теорий. Однако это вовсе не означает, будто естественнонаучная картина мира выступает в качестве конкретизации философских взглядов на природу; па самом деле диалектико-материалистическая философия выступает в качестве методологического базиса развивающегося естественнонаучного знания. Разумеется, в ходе взаимодействия философии с естественнонаучной картиной природы и картиной ее познания обобщается и сама материалистическая философия, уточняется, развивается и обогащается ее категориальный аппарат.

Соответственно, постоянно, особенно в период революционных сдвигов, происходит взаимообогащение естественнонаучной картины структуры мира, научной картины познания мира и естественнонаучных теорий. Стоит при этом заметить, что, исключая создание первой естественнонаучной картины мира и первой теории, каждая новая частная картина мира формируется на базе исходных идей и фундаментальной теории (или нескольких теорий), а отнюдь не предшествует появлению этой теории (или теорий).

Установление различий между естественнонаучной картиной природы и частными картинами природы и ее описаниями, с одной стороны, и естественнонаучными теориями — с другой стороны, позволяет более дифференцированно подходить к оценке содержания революционных сдвигов в современном естествознании. Революционные преобразования в естествознании могут быть связаны с радикальной перестройкой картины мира, или картины описания мира (последняя включает, конечно, и специфические методы исследования данной науки) в связи с разрешением противоречий между экспериментальным и теоретическим базисом естественных наук. Что же касается фундаментальных теорий, то речь может идти об уточнении границ их применимости, об установлении смысла тех или иных ее понятий, но не об их радикальной перестройке.

В связи с происходящими революционными преобразованиями в биологии и астрономии в наши дни, можно предположить, что ядро современной естественнонаучной картины мира в ближайшее время составят, наряду с релятивистской и квантовой, биологическая и астрономическая картины мира. Этот процесс происходит в науке па наших глазах. Исследовать особенности этого процесса и возможные его последствия в генезисе научно-технической революции — неотложная задача философов-марксистов.

1. В. И. Ленин. Полное собрание сочинений, т. 29, стр. 164. ↑
2. См.: например: Г. Герц. Принципы механики, изложенные в новой связи. М., 1959, Введение; Л. Больцман. Очерки методологии физики. М., 1929; Макс Планк. Единство физической картины мира. М., 1966; А. Эйнштейн, Л. Инфельд. Эволюция физики, — Альберт Эйнштейн. Собрание научных трудов, т. IV. М., 1967; Б. Г. Кузнецов. Развитие научной картины мира в физике XVII —XVIII вв., М., 1955; Б. Г. Кузнецов. Эволюция картины мира. М., 1961; Д. Д. Иваненко. О единой физической картине мира, неисчерпаемости материи и некоторых проблемах теории элементарных частиц, — «Вопросы философии», № 6, 1959; «Очерки развития основных физических идей». М., 1959; В. Холличер. Природа в научной картине мира. Общая редакция и вступительная статья М. Э. Омельяновского. М., 1960; «Диалектика в науках о неживой природе». М., 1969; Дж. Уитроу. Естественная философия времени. М., 1964; В. Вайскопф. Наука и удивительное. М., 1965; «Структура и формы материи». М., 1967; К. Ланцош. Альберт Эйнштейн и строение космоса. М., 1967; Р. Фейнман. Характер физических законов. М., 1968; А. Азимов. Вселенная. От плоской земли до квазаров. М., 1969; С. Т. Мелюхин. Философские вопросы физики XX в.; В. И. Ленин и естественнонаучная картина мира; Современная физическая картина мира и ее философское истолкование. — «Ленинизм и философские проблемы современности». М., 1970; «Пространство, время, движение». М., 1971. ↑
3. М. Э. Омельяновский. Современная физика и диалектический материализм, — «Диалектика в науках о неживой природе». М., 1964. ↑
4. В. Ф. Черноволенко. Высшие уровни систематизации знаний и их эвристическая ценность. — «Логика научного исследования». М., 1965; стр. 311—346; Он же. Мировоззрение и научное познание. Киев, 1970. ↑
5. М. В. Мостепаненко. Философия и физическая теория. Л., 1969. Он же. Физическая картина мира, философия и развитие физики. — «Методологические проблемы взаимосвязи и взаимодействия наук». Л., 1970, стр. 105—118. ↑
6. М. Э. Омельяновский. Современная физика и диалектический материализм. — «Диалектика в науках о неживой природе». М., 1964, стр. 40—41. ↑
7. Там же, стр. 40. ↑
8. В. Ф. Черноволенко. Мировоззрение и научное познание, стр. 100. ↑
9. Там же, стр. 122. ↑
10. М. В. Мостепаненко. Физическая картина мира, философия и развитие физики. — «Методологические проблемы взаимосвязи и взаимодействия наук». Л., 1970, стр. 107—108. ↑
11. М. В. Мостепаненко. Там же, стр. 111. ↑
12. Взаимодействием объекта исследования со средствами исследования либо можно пренебречь, либо его можно явно учесть при обработке результатов экспериментов. ↑
13. Концепция относительности исходит из положения, что исследуемые физические процессы существуют независимо от наблюдателя, от выбора им той или иной системы отсчета и т. д. ↑
14. А. Эйнштейн. Собрание научных трудов, т. I. М., 1965, стр. 8. ↑
15. Более подробно об этом см.: П. С. Дышлевый. В. И. Ленин и философские проблемы релятивистской физики. Киев, 1969, гл. II, § 6. ↑
16. Более подробно об этом см.: П. С. Дышлевый. Материалистическая диалектика и физический релятивизм. Киев, 1972, гл. 1, § 3. ↑
17. А. И. Берг, Б. В. Бирюков. Кибернетика и прогресс науки и техники. — «Ленин и современное естествознание». М., 1969. ↑
18. В. А. Энгельгардт. Проблема жизни в современном естествознании. — «Ленин и современное естествознание». М., 1969. ↑
19. Б. Л. Астауров. Теоретическая биология и некоторые ее очередные задачи. — «Вопросы философии». 1972, № 2. ↑
20. Разумеется, наглядность образов и картин мира и теории не является раз навсегда данной, она носит исторический характер. ↑
21. М. Попович, В. Н. Садовский. Теория. — Философская энциклопедия, т. 5. М., 1970, стр. 205. ↑