История естествознания

     Развивая  учение Демокрита, Эпикур (341-270) пытался объяснить на основе атомных представлений все естественные, психические и социальные явления. Атомы Эпикура имеют уже вес, а само представление о них выводится из хорошо известных фактов: белье, например, сохнет потому, что под действием ветра и солнца от него отрываются невидимые частицы воды. Атомы находятся в беспрерывном движении, причем: атомы падают в пустоте (в современном понятии - в вакууме) с одинаковой скоростью, в некоторые моменты они могут случайно отклоняться от своего пути. Это и приводит к образованию из атомов миров. Так возникла Земля, "затем от нее отделилось высокое небо, стали моря отходить, обособившись водным пространством, и выделяться огни стали чистые в дальнем эфире". Земля породила жизнь, все, что не было приспособлено к жизни, умирало. Так, в конце концов, естественным путем возник животный и растительный мир, появилось человеческое общество.

     Как видно, Эпикур не оставляет места  для бога ни в сотворении мира, ни в его развитии. Кроме того, в  философской системе Эпикура  утверждалось, что целью жизни должно быть отсутствие страданий. А чтобы их не было, жизнь должна быть основана на разуме и справедливости, должен быть уничтожен страх смерти и связанные с ним верования.

     Исторической  заслугой античного атомизма являлось также формулирование и разработка принципа детерминизма (причинности). В соответствии с этим принципом любые события влекут за собой определенные следствия и в то же время представляют собой следствие из некоторых других событий, совершавшихся ранее. Демокрит понимал принцип детерминизма механистически, отождествляя причинность и необходимость. Все, что происходит в мире, не только причинно обусловлено, но и необходимо, неизбежно. Он отвергал объективное существование случайности, говоря, что человек называет событие случайным, когда не знает (или не хочет узнать) причины события. Мир атомистов - мир сплошной необходимости, в котором нет объективных случайностей.

     Концепция атомизма - одна из самых эвристичных, одна из самых плодотворных и перспективных  научно-исследовательских программ в истории науки. Она сыграла выдающуюся роль в развитии представлений о структуре материи, в ориентации движения естественно - научной мысли на познание все более глубоких структурных уровней организации материи.

     Математическая  программа. Второй научной программой античности, оказавшей громадное влияние на все последующее развитие науки, стала математическая программа, представленная Пифагором и позднее развитая Платоном.

     В её основе, как и в основе других античных программ, лежит представление о том, что Космос - это упорядоченное выражение целого ряда первоначальных сущностей, которые можно постигать по-разному. Пифагор нашел эти сущности в числах и представил в качестве первоосновы мира. При этом числа вовсе не являются теми кирпичиками мироздания, из которых состоят все вещи. Вещи не равны числам, а подобны им, основаны на количественных отношениях действительности, являющихся подлинно фундаментальными. Картина мира, представленная пифагорейцами, поражала своей гармонией протяженного мира тел, подчиненной законам геометрии, а движение небесных тел - математическим законам.

     Свое  завершение математическая программа  получила в философии Платона, который  нарисовал грандиозную картину  истинного мира - мира идей, представляющего  собой иерархически упорядоченную структуру.

     Значительную  роль в своей теории идей Платон отводит математике. У Платона  все бытие пронизано числами, числа - это путь к постижению идей, сущности мира. О значении, которое  он придавал математике, свидетельствует  надпись над входом в платоновскую Академию: "Несведущим в геометрии вход воспрещен". Эта высокая оценка математики определялась философскими взглядами Платона. Он считал, что только занятия математикой являются реальным средством познания вечных, идеальных, абсолютных истин. Платон не отвергал значения эмпирического знания о мире земных вещей, но считал, что это знание не может быть основой науки, так как - приблизительно, неточно и лишь вероятно. Только познание мира идей, прежде всего, с помощью математики, является единственной формой научного, достоверного познания. Математическими образами и аналогиями пронизана вся философия Платона.

     Вслед за пифагорейцами Платон закладывал основы программы математизации  познания природы.  Но  если пифагорейцы  рассматривали Космос как некоторую однородную гармоническую сферу, то Платон впервые вводит представление о неоднородности бытия, Космоса. Он разделяет Космос на две качественно различные области: божественную (вечное, неизменное бытие, небо) и земную (преходящие, изменчивые вещи). Из представления о божественности Космоса Платон делает вывод, что небесные светила могут двигаться только равномерно, по идеальным окружностям и в одном и том же направлении.

     Программа Аристотеля стала третьей научной программой античности. Она возникла на переломе эпох. С одной стороны, она еще близка к античной классике с ее стремлением к целостному философскому осмыслению действительности (при этом она пытается найти компромисс между двумя предыдущими программами). С другой, в ней отчетливо проявляются эллинистические тенденции к выделению отдельных направлений исследования в относительно самостоятельные науки, со своими предметом и методом.

     Пытаясь найти третий путь, возражая и Демокриту, и Платону с Пифагором, Аристотель отказывается признать существование идей или математических объектов, существующих независимо от вещей. Но не устраивает его и демокритовское появление вещей из атомов. Пытаясь снять это противоречие, Аристотель предлагает четыре причины бытия: формальную, материальную, действующую и целевую. В его "Метафизике" воссоздается мир как целостное, естественно возникшее образование, имеющее причины в себе самом. Это образование предстает перед нами в виде двойственного мира, имеющего неизменную основу, но проявляющегося через подвижную эмпирическую видимость. Предметом науки должны стать вещи умопостигаемые, не подвластные сиюминутным изменениям.

     Пожалуй, ни один ученый древности не оказал на развитие науки и мышления такого глубокого и длительного влияния, как Аристотель. В своей "Физике" он поднимает и глубоко рассматривает многие вопросы: о материи и движении, о пространстве и времени, о существовании пустоты, о конечном и бесконечном, о действующих причинах. Движение тел происходит в пространстве, свойства которого Аристотель связывает со свойствами самих тел. Он отрицает существование пустого пространства, аргументируя это различными доводами. Науке понадобилось длительное время, чтобы разобраться в этой аргументации, что было сделано Галилеем и Эйнштейном.

     По  Аристотелю, нет и времени, существующего независимо от происходящих событий, от каких-либо изменений. "Если бы "теперь" не было каждый раз другим, а тождественным и единым, времени не было бы".

     Пространство  и время - непрерывные величины; пространство по протяженности - конечная граница одной его части является начальной границей другой; время по последовательности - "теперь" соприкасается с прошлым и будущим.

     Аристотель  признавал объективное существование  материального мира и его    познаваемость.    Являясь    учеником    Платона,    он    порвал    с    его идеалистическими взглядами на мир как отображениями идей, постигаемых душой, и на познание, которое должно отвернуться от реального опыта.

     Знаменитые  слова Аристотеля:  "Платон мне  друг, но истина дороже" -  значили  отход его от воззрений своего учителя.

     Но  вместе с тем Аристотель верил  в бога, противопоставлял земное и  небесное, в центре ограниченной Вселенной  он поместил неподвижную Землю, как  тело, обладающее наибольшей тяжестью. За эти и подобные им моменты в  учении Аристотеля ухватилась церковь, превратив их в догмы. А тех, кто выступал против Аристотеля, часто обвиняли в выступлении против религии и церкви, и церковь жестоко расправлялась с еретиками.

     Аристотеля  называют крестным отцом физики: ведь название его книги "Физика" стало названием всей физической науки.

     Он  очень верно определяет задачи физики, сводя их к исследованию "первых причин" природы (основных законов), "первых начал" (принципов) и ее "элементов" (основополагающих частиц). Говоря о пути познания, Аристотель так определяет его: "От более явного для нас к более явному по природе". Действительно, люди сначала воспринимают вещи такими, какими они им представляются ("явными для нас"), а не такими, какими они есть на самом деле ("по природе"). Так, Земля представлялась нам сначала плоской и неподвижной; открытие ее шарообразности было большим шагом в направлении к "явному по природе" и "менее явному для нас". История науки подтверждает этот путь познания.

     Что касается математики, то Аристотель полагал  недопустимым ее применение к исследованию природы по двум причинам:

     математика  имеет дело с постоянными величинами и отношениями, природа же находится  в непрерывном движении и изменении;

     математика  пригодна для предметов, у которых  нет материи, а поскольку природа  почти во всех случаях связана с материей, то математика не подходит для науки о природе.

     В трудах великого философа, несмотря на множество наивного и примитивного, содержались и глубокие мысли, которые  являются предметом исследования науки  по сей день и получают в ней новое, современное толкование. Широтой, стройностью и логичностью своей системы Аристотель подчинил греческой философии мир, подобно тому, как Александр Македонский подчинил его греческому господству. Если еще учесть, что учение Аристотеля было признано и обработано церковью, то станет ясно, почему естествознание в течение почти двадцати столетий (вплоть до XVII в.) излагалось по Аристотелю.

Глава 3. Классическая эпоха в естествознании 

         Процесс становления науки, начавшийся в Древней Греции, оказался весьма длительным и продолжался вплоть до XVI - XVII веков, когда наука окончательно сформировалась как самостоятельная духовная деятельность и как социальный институт. Эпоха средневековья оставила заметный след в этом процессе, прежде всего, благодаря укреплению традиций христианства.                  Потому что в христианском учении Бог концентрирует в себе все, что является трансцендентным, сверхъестественным. При этом природа считается познаваемой, доступной объективному анализу. В других религиозных учениях божественное неотделимо от природы, а значит, природа является принципиально непознаваемой. Кроме того, христианство является монотеистической религией, которая только и может позволить вере превратиться в систему постоянных природных законов, так как в политеистических религиях подобное истолкование природы невозможно из-за «вмешательства» со стороны враждующих друг с другом богов. Наконец, в мире нет другой монотеистической религии, догматика которой с такой решительностью отдавала бы человеку центральное место, «разрешая» ему познавать окружающий мир, заключая его в рамки эмпирических и теоретических законов, т.е. как бы заново «творить» природу. Можно сказать, что в познавательном аспекте произошла подмена Бога человеком.                

       Следует, однако, отметить, что такой взгляд на природу, который сложился к началу XVII века, во многом объясняет ее бедственное  положение в настоящее время. В частности, считалось, что внечеловеческая  природа совершенно лишена субъективности: растения и животные суть «машины», не имеющие внутреннего мира, души. Отсутствие во внечеловеческой природе остатков душевной жизни сделало возможным подчинение качества количеству, долгое время являвшееся основным признаком науки. Другими словами, научный статус признавался только за выводами, выраженными в числовой, количественной форме. Считалось, что все изменения в природе, даже связанные с резкими переходами между состояниями объектов, на самом деле сводятся к непрерывным количественным изменениям каких-то параметров. В природе невозможно рождение нового качества.

          Закрепление самостоятельного статуса науки произошло в XVI-XVII в.в. и было связано с деятельностью целой плеяды великих ученых. Именно к этому времени математика становится универсальным языком науки, базисом аналитических исследований (Р. Декарт), а центральное место начинают занимать методологии, основанные на опытном установлении отношений между фактами и дальнейшем их обобщении индуктивными методами (Ф. Бэкон). Исходным пунктом формирующейся классической науки стала гелиоцентрическая система мира (Н. Коперник).     Фундаментальное переосмысление проблемы движения и его описания позволило Г. Галилею показать эффективность применения идеализированных понятий (равномерное прямолинейное движение, материальная точка и т.д.), непосредственно не встречающихся в природе, но служащих целям создания на их основе аксиом движения. Принцип относительности Галилея, преобразования Галилея, принцип инерции и другие понятия непосредственно вошли в механику Ньютона, с которой и началось классическое естествознание. Наконец, нельзя не отметить важность создания огромного объема экспериментальной информации, накопленной к XVII веку, особенно в области астрономии, а также предварительной эмпирической обработки этой информации (Тихо Браге, И. Кеплер).

          Эта эпоха характеризуется определенными особенностями. Может показаться, что история естествознания достаточно монотонна, один период сменяет другой. Но это свойственно только первым этапам, когда происходило накопление знаний. Процесс, когда вновь полученные знания как бы приклеиваются к старым, был характерен для натурфилософии античности и преднауки средневековья. С эпохой Возрождения происходит перелом в науке. Теперь движение прогресса происходит скачками, основой которых являются новые идеи и теории, радикально меняющие взглядов на мир. Эти переломные этапы, скачки называют научными революциями. Причем это не кратковременное состояние, а изменение во взглядах, продолжающееся некоторое время.