Научные революции

1. Понятие научной революции и ее структура. Проблемы типологии научных революций. Понятие парадигмы.

Революция в науке — период развития науки, во время которого старые научные представления замещаются частично или полностью новыми, появляются новые теоретические предпосылки, методы, материальные средства, оценки и интерпретации, плохо или полностью несовместимые со старыми представлениями.

Так, отрезок времени примерно от даты публикации работы Николая Коперника «Об обращениях небесных сфер» (De Revolutionibus), то есть с 1543 г., до деятельности Исаака Ньютона, сочинение которого «Математические начала натуральной философии» было опубликовано в 1687 году, обычно называют периодом «научной революции».^[1]

Содержание «научной революции» любого периода заключается в том, что ученые делают научные открытия в различных областях наук, то есть устанавливают «неизвестные ранее объективно существующие закономерности, свойства и явления материального мира, вносящие коренные изменения в уровень познания».

Первая научная  революция XVII века

Связана с именами: Коперника, Галилея, Кеплера, Ньютона.

• Коперник (1473—1543): наиболее известен как автор гелиоцентрической системы мира, положившей начало первой научной революции.
• Галилей (1564—1642): изучал проблему движения, открыл принцип инерции, закон свободного падения тел; сделал ряд астрономических открытий с помощью телескопа.
• Кеплер (1571—1630): установил три закона движения планет вокруг Солнца, создал первую механистическую теорию движения планет, внес существенный вклад в развитие геометрической оптики.
• Ньютон (1643—1727): сформулировал понятия и законы классической механики, математически сформулировал закон всемирного тяготения, теоретически обосновал законы Кеплера о движении планет вокруг Солнца, создал небесную механику (Закон всемирного тяготения был незыблем до конца 19 в.), создал дифференциальное и интегральное исчисление как язык математического описания физической реальности, автор многих новых физических представлений (о сочетании корпускулярных и волновых представлений о природе света и т. д.), разработал новую парадигму исследования природы (метод принципов)— мысль и опыт, теория и эксперимент развиваются в единстве, разработал классическую механику как систему знаний о механическом движении тел, механика стала эталоном научной теории, сформулировал основные идеи, понятия, принципы механической картины мира.
• Механическая картина мира Ньютона:
• Вселенная от атомов до человека — совокупность неделимых и неизменных частиц, взаимосвязанных силами тяготения, мгновенное действие сил в пустом пространстве.
• Любые события предопределены законами классической механики.
• Мир, все тела построены из твердых, однородных, неизменных и неделимых корпускул — атомов.
• Основа механистической картины мира: движение атомов и тел в абсолютном пространстве с течением абсолютного времени. Свойства тел неизменны и независимы от самих тел.
• Природа — машина, части которой подчиняются жесткой детерминации.
• Синтез естественно-научного знания на основе редукции (сведения) процессов и явлений к механическим.

Механическая картина  мира дала естественно-научное понимание многих явлений природы, освободив их от мифологических и религиозных схоластических толкований. Её недостаток — исключение эволюции, пространство и время не связаны. Экспансия механической картины мира на новые области исследования (химия, биология, знания о человеке и обществе). Синонимом понятия науки стало понятие механики. Однако накапливались факты, не согласовывающиеся с механистической картиной мира и к середине 19 в. она утратила статус общенаучной.

Джероламо Кардано внёс значительный вклад в развитие алгебры, Франсуа Виет основоположник символической алгебры, Рене Декарт и Пьер Ферма внесли свой вклад в развитие математики.

Вторая научная  революция конца XVIII века — 1-я половина XIX века

• Переход от классической науки, ориентированной на изучение механических и физических явлений, к дисциплинарно организованной науке
• Появление дисциплинарных наук и их специфических объектов
• Механистическая картина мира перестает быть общемировоззренческой
• Возникает идея развития (биология, геология)
• Постепенный отказ эксплицировать любые научные теории в механистических терминах
• Начало возникновения парадигмы неклассической науки
• Максвелл и Больцман признавали принципиальную допустимость множества теоретических интерпретаций в физике, выражали сомнение в незыблемости законов мышления, их историчности
• Больцман: «как избежать того, чтобы образ теории не казался собственно бытием?»

Третья научная  революция конец XIX века — середина XX века

• Фарадей — понятия электромагнитного поля
• Максвелл — электродинамика, статистическая физика
• Материя — и как вещество и как электромагнитное поле
• Электромагнитная картина мира, законы мироздания — законы электродинамики
• Лайель — о медленном непрерывном изменении земной поверхности
• Ламарк — целостная концепция эволюции живой природы
• Шлейден, Шванн — теория клетки — о единстве происхождения и развития всего живого
• Майер, Джоуль, Ленц — закон сохранения и превращения энергии — теплота, свет, электричество, магнетизм и т. д. переходят одна в другую и являются формами одного явления, эта энергия не возникает из ничего и не исчезает.
• Дарвин — материальные факторы и причины эволюции — наследственность и изменчивость
• Беккерель — радиоактивность
• Рентген — Лучи
• Томсон — элементарная частица электрон
• Резерфорд — планетарная модель атома
• Планк — квант действия и закон излучения
• Бор — квантовая модель атома Резерфорда-Бора
• Эйнштейн — общая теория относительности — связь между пространством и временем
• Бройль — все материальные микрообъекты обладают как корпускулярными, так и волновыми свойствами (квантовая механика)
• Зависимость знания от применяемых исследователем методов
• Расширение идеи единства природы — попытка построить единую теорию всех взаимодействий
• Принцип дополнительности — необходимость применять взаимоисключающие наборы классических понятий (например, частиц и волн), только совокупность взаимоисключающих понятий дает исчерпывающую информацию о явлениях. Это совершенно новый метод мышления, диктующий необходимость освобождения от традиционных методологических ограничений
• Появление неклассического естествознания и соответствующего типа рациональности
• Мышление изучает не объект, а то, как явилось наблюдателю взаимодействие объекта с прибором
• Научное знание характеризует не действительность как она есть, а сконструированную чувствами и рассудком исследователя реальность
• Тезис о непрозрачности бытия — отсутствие идеальных моделей^{[источник не указан 922 дня]}
• Допущение истинности нескольких отличных друг от друга теорий одного и того же объекта
• Относительная истинность теорий и картины природы, условность научного знания.

Об относительной истине и условности научного знания писал  американский физик Ричард Фейнман:

«Вот почему наука недостоверна. Как только вы скажете что-нибудь об области опыта, с которой непосредственно  не соприкасались, вы сразу же лишаетесь  уверенности. Но мы обязательно должны говорить о тех областях, которых  никогда не видели, иначе от науки  не будет проку. Поэтому, если мы хотим, чтобы от науки была какая-то польза, мы должны строить догадки. Чтобы  науке не превратиться в простые  протоколы проделанных опытов, мы должны выдвигать законы, простирающиеся на еще неизведанные области. Ничего дурного тут нет. Только наука  из-за этого оказывается недостоверной, а если вы думали, что наука достоверна — вы ошибались».

Четвертая научная  революция конец XX века

• Постнеклассическая наука — термин ввёл В. С. Степин в своей книге «Теоретическое знание»
• Объекты её изучения: исторически развивающиеся системы (Земля, Вселенная и т. д.)
• Синергетика

Структура научных революций (англ. The Structure of Scientific Revolutions) (1962) — книга Томаса Куна, представляющая собой анализ истории науки. Её публикация стала значительным событием в социологии знаний, ввела в обиход термины парадигма и смена парадигм.

Впервые работа была опубликована как монография в International Encyclopedia of Unified Science, затем как книга в издательстве University of Chicago Press в 1962. В 1969 Кун добавил послесловие к книге, в котором он ответил на критические замечания к первому изданию.

Начало работы над книгой Кун  датировал 1947 годом, когда он был студентом в Гарвардском университете и вёл курс «Наука» для гуманитариев младших курсов, используя исторические примеры. Позже Кун комментировал, что до этого момента он «не читал старых материалов по науке». «Физика» Аристотеля была поразительно не похожа на работу Исаака Ньютона в области понятий материи и движения. Вывод, сделанный Куном, состоял в том, что понятия Аристотеля не представляли собой «плохого Ньютона», а были другими.

[править] Главы

• I. Введение. Роль истории.

В этой главе Кун подвергает сомнению «кумулятивную модель» научного развития, согласно которой каждое новое открытие — это шаг науки  вперед. По его мнению, нормальная наука  часто подавляет новшества, отсюда прогресс происходит в результате борьбы конкурирующих научных теорий.

• II. На пути к нормальной науке

С первых же строчек Кун определяет нормальную науку (англ. normal science) как «исследование, опирающееся на одно или несколько прошлых научных достижений». Нормальная наука подразумевает существование парадигмы — «общности установок».

• III. Природа нормальной науки
• IV. Нормальная наука как решение головоломок

Нормальная наука как задача-головоломка  является пробным камнем для проверки мастерства исследователя, но никак  не ориентирует на новые открытия.

• V. Приоритет парадигм
• VI. Аномалия и возникновение научных открытий
• VII. Кризис и возникновение новых научных теорий
• VIII. Реакция на кризис
• IX. Природа и необходимость научных революций
• X. Революция как изменение взгляда на мир
• XI. Неразличимость революций
• XII. Разрешение революций
• XIII. Прогресс, который несут революции
• Основания н-и обеспечивают рост знания до тех пор, пока общие черты системной организации изучаемых объектов учтены в картине мира, а методы освоения этих объектов соответствуют сложившимся идеалам и нормам исследования. Но по мере развития н-и она может столкнуться с принципиально новыми типами объектов, требующими иного видения реальности по сравнению с тем, которое предполагает сложившаяся картина мира. Новые объекты могут потребовать и изменения схемы метода познавательной деятельности, представленной системой идеалов и норм исследования. 
• В этой ситуации рост научного знания предполагает перестройку оснований н-и.Само понятие «революция» свидетельствует о радикальных качественных изменениях в мире знания, о перестройке оснований науки. Как показывают исследователи, научная революция может протекать двояко: I) вызывать трансформацию специальной картины мира без изменения идеалов и норм исследования, и 2) осуществлять радикальные изменения и в картине мира, и в системе идеалов и норм науки.
• Примерами первого типа могут быть революция в медицине, вызванная открытием В. Гарвея кругообращения крови (1628); революция в математике в связи с открытием дифференциального исчисления И. Ньютона и Г. Лейбница Они не меняли познавательных установок классической физики, идеалов и норм исследования (признание жестко детерминированных связен процессов и явлений, исключение помех, связанных с приборами и средствами наблюдения, и т.д.).
• Пример научной революции второго типа — открытия термодинамики и последовавшая в середине XX в. квантово-механическая революция, которая вела не только к переосмыслению научной картины мира, но и к полному парадигмальному сдвигу, меняющему также стандарты, идеалы и нормы исследования. Отвергалась субъектно-объектная оппозиция, изменялись способы описания и обоснования знания, признавались вероятностная природа изучаемых систем, нелинейность и бифуркаиионность развития.
• Выделяют четыре типа научных революций по следующим основаниям: 1) появление новых фундаментальных теоретических концепций; 2) разработка новых методов; 3) открытие новых объектов исследования; 4) формирование новых методологических программ.
• Предпосылкой любой научной революции являются факты или та фундаментальная научная аномалия, которая не может быть объяснена имеющимися научными средствами и указывает на противоречия существующей теории. Когда аномалии, проблемы и ошибки накапливаются и становятся очевидными, развивается кризисная ситуация, которая и приводит к научной революции. В результате научной революции возникает новая парадигма, обладающая объясняющей силой и устраняющая ранее имеющиеся противоречия. Так было в случае перехода от аристотелевско-птолемеевой геоцентрической астрономии к коперниканской гелиоцентрической астрономии. ПАРАДИГМА (пример, образец) - в совр.й фил-и н-и - система теоретических, методологических и аксиологических установок, принятых в качестве образца решения научных задач и разделяемых всеми членами научного сообщества.
• Известный философ науки Томас Кун в своей знаменитой книге «Структура научных революций» (1962) обосновал модель развития науки, которая предполагает чередование эпизодов конкурентной борьбы между различными научными сообществами и этапов, предполагающих систематизацию теорий, уточнение понятий, совершенствование техники (этапов так называемой нормальной науки). Период господства принятой парадигмы сменялся периодом распада, что отражалось в термине «научная революция». Победа одной из противоборствующих сторон вновь восстанавливала стадию нормального развития науки. Допарадигмальный период отличался хаотичным накоплением фактов. Выход из данного периода означал установление стандартов научной практики, теоретических постулатов, точной картины мира, соединение теории и метода. 
•  
• По Куну, смена научной парадигмы, переход в фазу «революционного разлома» предусматривает полное или частичное замещение элементов дисциплинарной матрицы, исследовательской техники, методов и теоретических допущений. Трансформировался весь набор эпистемологических ценностей. Схема, предложенная Куном, включала следующие стадии: донаучная стадия — кризис — революция - новая нормальная наука — новый кризис и т.д. Кун, детально исследуя переломные моменты в истории науки, показывает, что период развития «нормальной науки» также может быть представлен традиционными понятиями, например понятием прогресса, которое в данном случае имеет критерий количества решенных проблем. Для Куна «нормальная наука» предполагает расширение области применения парадигмы с повышением ее точности. Критерием пребывания в периоде «нормальная наука» является сохранение принятых концептуальных оснований. Цель «нормальной науки», отмечает Т. Кун, ни в коей мере не предусматривает предсказания новых видов явлений. Невосприимчивость к внешним, нестыкующимся с принятыми стандартами факторам, не может абсолютно противостоять так называемым аномальным явлениям и фактам — они постепенно подрывают устойчивость парадигмы. Кун характеризует «нормальную науку» как кумулятивное накопление знания.
• Революционные периоды, или научные революции, приводят к изменению структуры науки, принципов познания, категорий, методов и форм организации. История развития науки позволяет утверждать, что периоды спокойного, нормального развития науки отражают ситуацию преемственности традиций, когда все научные дисциплины развиваются в соответствии с установленными закономерностями и принятой системой предписаний. «Нормальная наука» означает исследования, прочно опирающиеся на прошлые или имеющиеся научные достижения и признающие их в качестве фундамента последующего развития. В периоды нормального развития науки деятельность ученых строится на основе одинаковых парадигм, одних и тех же правил и стандартов научной практики. Возникает общность установок и видимая согласованность действий, которая обеспечивает преемственность традиций того или иного направления. Ученые не ставят задачи создания принципиально новых теорий. «Нормальная наука» развивается, накапливая информацию, уточняя известные факты. Одновременно период «нормальной науки» характеризуется «идеологией традиционализма, авторитаризма, позитивного здравого смысла и сциетизма».
• Каждая научная революция открывает новые закономерности, которые не могут быть поняты в рамках прежних представлений. Научная революция значительно меняет историческую перспективу исследований и влияет на структуру учебников и научных работ, затрагивает стиль мышления и может по своим последствиям выходить далеко за рамки своей области (так, открытие радиоактивности на рубеже XIX—XX вв. использовалось в философии и мировоззрении, медицине и генетике). Научные революции рассматриваются как некумулятивные эпизоды развития науки, во время которых старая парадигма замещается целиком или частично новой парадигмой, несовместимой со старой. Симптомами научной революции кроме явных аномалий являются кризисные ситуации в объяснении и обосновании новых фактов, борьба старого знания и новой гипотезы, острейшие дискуссии. Научные сообщества, а также дисциплинарные и иерархические перегородки размыкаются. Научная революция — это не одномоментный акт, а длительный процесс, сопровождающийся радикальной перестройкой и переоценкой всех ранее имевшихся факторов. Изменяются не только стандарты и теории, но и средства исследования, открываются новые миры.
• Научная революция предстает как некая прерывность в том смысле, что она отмечает рубеж не только перехода от старого к новому, но и изменение самого направления. Научная революция была наиболее очевидным выражением основной движущей силы научного прогресса. 
• Современные ученые обращают внимание на меж- и внут-ридисциплинарные механизмы научных революций. Междисциплинарные взаимодействия многих наук предусматривают анализ сложных системных объектов, выявляя такие системные эффекты, которые не могут быть обнаружены в рамках одной дисциплины (в настоящее время ярким примером таких междисциплинарных исследования является синергетика).
• В случае междисциплинарных трансформаций картина мира, выработанная в лидирующей науке, транслируется во все другие научные дисциплины, принятые в лидирующей науке идеалы и нормы научного исследования обретают общенаучный статус.
• Новая картина исследуемой реальности и новые нормы познавательной деятельности, утверждаясь в некоторой науке, затем могут оказать революционизирующее воздействие на другие н-и. В этой связи можно выделить два пути перестройки оснований исследования: 1) за счёт внутридисциплинарного развития знаний; 2) за счёт междисциплинарных связей, «прививки» парадигмальных установок одной н-и на другую.

  Понятие научной революции. Теория научных революций Т.Куна

Понятие научной революции является центральным понятием концепции Куна.

Нормальная наука в основном занята решением определённых задач. Увеличивается количество установленных фактов, повышается точность измерений, открываются новые законы, растет дедуктивная связность парадигмы - происходит накопление знания. Но часто оказывается, что некоторые задачи, несмотря на все усилия ученых, так и не поддаются решению, скажем, предсказания теории постоянно расходятся с экспериментальными данными. Сначала на это не обращают внимания. Но однажды может быть осознанно, что средствами существующей парадигмы проблема не может быть решена. Дело в принципиальной неспособности парадигмы решить проблему. Такую проблему Кун называет аномалией. Пока аномалий немного, ученые не слишком о них беспокоятся.

Пример – развитие системы Птолемея. 2 столетие до н. э. 2 столетие н. э. Ее основная идея: Солнце, планеты и звезды вращаются по круговым орбитам вокруг Земли. В течение длительного времени эта система давала возможность рассчитывать положения планет на небосводе. Однако чем более точными становились астрономические наблюдения, тем более заметными оказывались расхождения между вычисленными и наблюдаемыми положениями планет. Для устранения этих расхождений в парадигму было введено предположение о том, что планеты вращаются по вспомогательным кругам — эпициклам, центры которых уже вращаются непосредственно вокруг Земли. Именно поэтому при наблюдении с Земли может казаться, что иногда планета движется в обратном направлении по отношению к обычному. В итоге вся система стала ужасно сложной, а количество аномалий продолжало расти.

По мере накопления аномалий доверие к парадигме  падает. Ее неспособность справиться с возникающими проблемами свидетельствует  о том, что она уже не может  служить инструментом успешного  решения головоломок. Наступает  состояние, которое Кун именует кризисом. Ученые оказываются перед лицом множества нерешенных проблем, необъясненных фактов и экспериментальных данных. Уходит то, что объединяло ученых, — парадигма.

Период кризиса  заканчивается, когда одна из предложенных гипотез доказывает свою способность  справиться с существующими проблемами, объяснить непонятные факты и  благодаря этому привлекает на свою сторону большую часть ученых. Она приобретает статус новой  парадигмы. Научное сообщество восстанавливает  свое единство. Смену парадигмы Кун и называет научной революцией.

Парадигма задает методы решения проблем, устанавливая, какие из них научны, а какие  недопустимы. Она вырабатывает стандарты  решений, нормы точности, допустимую аргументацию и т.п. Парадигма детерминирует  содержание научных терминов и утверждений. Кун: парадигма создает мир, в котором живет и работает ученый. Поэтому переход от одной парадигмы к другой означает для ученого переход из одного мира в другой, полностью отличный от первого — со специфическими проблемами, методами, фактами, с иным мировоззрением и даже с иными чувственными восприятиями.