Грушевицкая Т.Г., Садохин А.П. Концепции современного естествознания

Подождите немного. Документ загружается.

жали в себе зародыш будущей экспериментальной науки в силу ]

своей практической направленности. Исподволь они разрушали I

идеологию созерцательности, перешедшую в средневековое ми-

ровоззрение из античности, осуществляли переход к опытной нау-

ке,

хотя и несли в себе при этом множество черт магического

мироощущения, основанного на идее сверхъестественной связи I

предметов и явлений мира. В ходе этих исследований были по-

лучены весьма интересные результаты как в практической, так и

в теоретической областях. Тем самым эти дисциплины подгото-

вили возможность появления современной науки.

Самые интересные результаты дали алхимия и ятрохимия, в

рамках которых были открыты способы получения серной, соля-

ной, азотной кислот, селитры, сплавов ртути с металлами, мно- • |

гих лекарственных

веществ.

В теоретической области были важ-

ны разрабатывавшиеся идеи космизма (единство микро- и мак-

рокосмоса), а также

биологизаиии

мира (рассмотрение мира как

целостного организма, каждая часть которого несет в себе при-

знаки всего целого). Но если практические достижения гермети-

ческих «наук» позже легли в основу классического естествозна-

ния Нового времени, то теоретические рассуждения были отбро-

шены, и новый интерес к этим идеям появился лишь в XX веке.

В XII веке ситуация в средневековой науке стала меняться к

лучшему. В это время в научный оборот вошло все наследие

Аристотеля, ставшее известным в результате контактов с араб-

ским Востоком, который также был наследником античного ми-

ра. В Европе в это время открываются первые университеты —

светские учебные заведения,

готовящие"все

большее количество

образованных людей. Немалое значение для дальнейшего разви-

тия науки имела и технологическая революция, вызвавшая ди-

намичное развитие

"сферы

материального производства. В ходе

этой революции сформировалось уважительное отношение к фи-

зическому труду, к деятельности изобретателя и

инженера,

поя-

вилось стремление к совершенствованию техники, использова-

нию ее для облегчения физического труда. Как мы уже говорили

выше, это легло в основу будущей тесной связи науки и произ-

водства, характерной для европейской культуры Нового времени.

Очень важными для становления классической науки Нового

времени были новые представления о мире, опровергавшие неко-

торые положения античной

научной

картины мира. Они легли в

основу механистического объяснения мира. Без таких представле-

ний просто не смогло бы появиться

ютассическое

естествознание.

106

Одной из основных проблем при этом было разрешение про-

тиворечий между картиной конечного аристотелевского Космоса

(авторитет этого

мыслителя"

в Средние века был непререкаем) и

христианской идеей бесконечности божественного всемогущест-

ва. Так появились понятия пустоты, бесконечного пространства

и движения по прямой линии, требование устранить из объяс-

нения телеологический принцип и ограничиться действующими

причинами. Конечно, эти понятия еще нельзя считать четко

сформулированными и осознанными. Так, допускается сущест-

вование пустоты, но не абстрактной, а нематериальной про-

странственности, пронизанной вездесущим Богом. Понятие бес-

конечности природы все чаще рассматривается как допустимое

предположение, ведь только оно вполне подходило для характе-

ристики Божественного творения. Также впервые появляются

понятия «средняя скорость», «равноускоренное

движение»,

вызре-

вает понятие ускорения.

Также закладывается новое понимание

механики,

которая в

античности была прикладной наукой. Античность и раннее Сред-

невековье рассматривали все созданные человеком инструменты

как искусственные, чуждые природе. В силу этого они не имели

никакого отношения к познанию мира, так как действовал прин-

цип: «подобное познается подобным». Именно поэтому только

человеческий

разум в силу принципа подобия человека космосу

(единства микро- и макрокосмоса) мог познавать мир. Позже

инструменты стали считаться частью природы, лишь обработан-

ной человеком, и в

силу-своего

тождества с ней их можно было

использовать для познания мира. Таким образом, открывалась

возможность для использования экспериментального метода по-

знания.

Важным было создание условий для точного измерения. В

науке вплоть до эпохи Возрождения точное измерение природ-

ных процессов считалось невозможным, так как точность счита-

лась характеристикой только идеальных

объектов.

Но в Средние

века шло бурное развитие астрологии, содержавшей в себе заро-

дыши будущей астрономии и требовавшей довольно точных из-

мерений.

Нельзя не отметить также заметный

^гост

интереса к изуче-

нию античной и арабской математики, использовавшейся схола-

стами для доказательства бытия Бога наряду с геометрией Евк-

лида, геоцентрической системой Птолемея, космологией и фи-

зикой Аристотеля. Так начиналась математизация физики и фи-

107

зикализация

математики, завершившаяся созданием

математи-

ческой физики Нового времени.

Еще одной новацией

стал'отказ

от античной идеи о модели

совершенства

—

круге. Эта модель была заменена моделью бес-

конечной линии, что

способствовало

формированию представ-

лений о бесконечности Вселенной, а также лежало в основе ис-

числения бесконечно малых величин, без которого невозможно

дифференциальное и интегральное исчисление. На нем строит-

ся вся математика Нового времени, а значит, и вся классиче-

ская наука.

Постепенно средневековое мировоззрение начинает ограни-

чивать и сдерживать развитие науки, которая требовала нового

взгляда на мир. Новая картина мира была сформулирована в эпоху

Возрождения, приобрела завершенность и стала научной после

первой глобальной научной революции

XVI—XVII

веков.

1^?

Вопросы для обсуждения

Как вы понимаете термин «парадигма»? Сравните его с понятием «на-

учно-исследовательской программы».

2. Приведите пример частной научной революции и покажите ее причины

и следствия.

3. Почему на Древнем Востоке наука не выделилась в самостоятельную

сферу культуры?

4. Объясните, что такое Хаос, Космос и Логос в понимании древних

гре-

ков?

5. Почему античная наука носила созерцательный характер?

6. Какие законы движения, по Аристотелю, существовали на Земле и в

надлунных сферах?

7. Что такое деференты и эпициклы? Попытайтесь нарисовать геоцен-

трическую модель Птолемея.

8. Чем средневековое мировоззрение отличается от античного?

9. Как христианское мировоззрение повлияло на становление современ-

ной науки?

Глава

Классическая

и современная наука

5.1. Эпоха Возрождения: революция

в мировоззрении и науке

Эпоха Возрождения внесла огромный вклад в развитие науч-

ной мысли не только потому, что это в время произошла первая

глобальная научная революция, создавшая классическую науку

Нового времени. Прежде чем смогла произойти эта революция,

должны были кардинально измениться представления о месте и

роли человека в объективном мире, сложиться новые представ-

ления о мире в целом. Поэтому научной революции предшест-

вовала мировоззренческая революция.

В ходе мировоззренческой революции человек стал понимать-

ся не как природное существо (так было в античности) и не как

Божье создание (средневековые представления), а как творец са-

мого себя и окружающего мира. Это была подлинно революци-

онная мысль, так как до сих пор творческая функция считалась

одним из важнейших атрибутов Бога. Таким образом, человек

вначале ставился рядом с Богом, а затем — на его место. Столь

смелая мысль возникла после осознания того факта, что, хотя

Бог сотворил весь мир и самого человека (в акте творения еще

не сомневался никто из мыслителей), но с тех пор в дела наше-

го мира он практически не вмешивался. По мнению мыслите-

лей Возрождения, место Бога занял человек, который не только

воспроизводит предметы окружающего мира по божественным

образцам, но и творит новые веши и явления, которых раньше

не существовало. Осознание своих творческих возможностей

заставляло человека гордиться собой, позволяло сравнивать себя

с Богом. В этом заключается суть гуманизма и знаменитого от-

крытия человека эпохи Возрождения. Не случайно в это время

столь символическое значение приобретает фигура художника,

так как в ней наиболее адекватно выражается самая глубокая

ренессансная

идея человека-творца, вставшего на место Бога.

109

Обращаясь к идеалам и ценностям античности, эпоха Воз-

рождения начинает иначе относиться к познанию мира. Если в

Средние века

целью

познания считалась скрытая за материаль-

ной видимостью вещей суть божественного творения, и это бы-

ло нужно для спасения души, то в эпоху Возрождения изучается

природа, одухотворенная и проникнутая Божественным нача-

лом. Иными словами, теизм Средневековья сменяется пантеиз-

мом Возрождения. Понять многообразие и гармонию мира мож-

но, только отказавшись от догматического отношения к нему.

Дух новаторства пронизывает ренессансную культуру. Также в

нее возвращается приоритет разума и рационального познания.

Возрожденный рационализм стал одной из предпосылок назре-

вающей научной революции.

По-иному относится Возрождение и к деятельности. Антич-

ность предпочитала созерцание, считая, что оно приобщало че-

ловека к сущности мира, к вечному. Средние века делали упор

на деятельность в нравственно-религиозной

сфере,

которая сродни

созерцанию. Возрождение придало человеческой деятельности от-

тенок сакральности (божественности): человек не просто удовле-

творял свои земные нужны, он творил мир, красоту, самого себя.

Поэтому в эпоху Возрождения впервые исчезает граница меж-

ду наукой как постижением сущего и практически-технической

деятельностью. Идет стирание граней между теоретиками-уче-

ными и

практиками-инженерами.

Художник и ученый отныне

подражали не только созданиям Бога, но и его творчеству. Ста-

ло важным не только открыть законы мира, но и использовать

их при творении нового.

Принесли свои плоды и изменившиеся представления о мире,

медленно копившиеся в период Средневековья. Окончательно

сформировалось сознание, прямо противоположное античному.

Для древнегреческого ученого предел был выше беспредельного,

форма — совершеннее материи, завершенное и целое — пре-

краснее незавершенного и бесконечного. Для мыслителя Возро-

ждения беспредельное (возможность, материя) стали совершен-

нее формы, ставящей пределы и границы, бесконечное — пред-

почтительнее имеющего конец, становление и непрерывное пре-

вращение (или его возможность) — выше того, что неподвижно.

Эти идеи легли в основу представлений о бесконечности Все-

ленной, стали фундаментом дифференциального и интегрального

исчисления, основанного на понятии бесконечно малых величин.

Новый взгляд на мир и человека позволил сделать выдаю-

щиеся открытия и создать новые теории, ставшие

прологом,

на-

110

умней

революции, в ходе которой сформировалось классическое

естествознание. Ее отправной точкой стал выход в 1543 г. зна-

менитой книги Николая Коперника

«О

вращении небесных сфер».

С этого момента начался переход от геоцентрических представ-

лений о мире к гелиоцентрической модели Вселенной.

Таким образом, в ходе первой глобальной научной революции

предстояло решить две важнейшие задачи: сформулировать и ут-

вердить гносеологические предпосылки науки нового типа (клас-

сической науки); сформировать и доказать новую гелиоцентри-

ческую модель мира. Эти задачи были решены

работах Галилео

Галилея, Джордано Бруно, Иоганна Кеплера, Рене Декарта, Исаака

Ньютона и других выдающихся ученых. Завершением научной ре-

волюции стали труды И. Ньютона, в которых были сформулирова-

ны основные положения классической научной картины мира.

5.2. Научная революция XVI—XVII веков:

ход и основное содержание

Открытия Копер-

ника и

Бруно

—

фундамент науч-

ной революции

Выход в свет революционной книги Копер-

ника был связан с теми серьезными трудно-

стями, которые испытывала к этому времени

геоцентрическая система Птолемея. Ее несо-

вершенство становилось все очевиднее. По-

пытки исправить ее недостатки только все больше усложняли ее.

Почти 80 независимых кругов (деферентов и эпициклов) описы-

вали движение планет к этому времени. Это приводило к тому, что

фактически геоцентрическая система Птоле-

мея описывала отдельные движения небес-

ных тел, никак не связанных между собой.

К поиску новой, более совершенной

модели мира подталкивали и

практические

потребности жизни: назревшая необходи-

мость реформы календаря (день весеннего

равноденствия, закрепленный на 21 марта

еще в

в., отстал от действительной даты

на 10 дней), а также упрощение вычисле-

ния долготы, необходимого в мореходной

практике.

Эти задачи, а также стремление к поиску простой и гармо-

ничной модели, отражающей реальность Космоса, привели Ко-

перника к гелиоцентризму. В его схеме Вселенная по-прежнему

111

оставалась сферой, хотя размеры ее резко возрастали (только так

можно было объяснить видимую неподвижность звезд). В цен-

тре Космоса находилось Солнце, вокруг которого

врашались

все

известные к тому времени планеты, в том числе и Земля со сво-

им спутником Луной. Получившаяся модель мира была проше

геоцентрической, хотя расчеты движения планет практически не

упростились, так как Коперник по-прежнему

полагал,

что пла-

неты двигались вокруг Солнца по круговым орбитам, а значит,

нельзя было обойтись без деферентов и эпициклов. Главным

дос-

тижением гелиоцентрической модели мира стала возможность

описания мира с позиций одной центральной идеи (гелиоцен-

тризма), которая позволяла видеть Космос единой системой. Так

был исправлен самый большой недостаток модели Птолемея. Но-

вая модель мира сразу объяснила многие непонятные ранее эф-

фекты, и прежде всего петлеобразные движения планет, которые

объяснялись теперь движением Земли вокруг своей оси и вокруг

Солнца. Впервые была объяснена смена времен года.

Безусловно, помимо достоинств у коперниковской модели ми-

ра были и недостатки. Из-за того, что он считал движение пла-

нет круговым, Копернику пришлось сохранить эпициклы Птоле-

мея, хотя их число и уменьшилось. Его Вселенная по-прежнему

была конечной и ограничивалась одной Солнечной системой. Но

эти погрешности не могут заслонить революционного характера

открытия великого ученого, давшего толчок дальнейшим иссле-

дованиям, которые привели к появлению классической науки

Нового времени.

Следующий шаг в становлении гелиоцентрической картины

мира сделал Джордано Бруно. Он отверг представление о кос-

мосе как о

замкнутой

сфере, ограниченной сферой неподвиж-

ных звезд. Он впервые заявил о том, что звезды — это не све-

тильники, созданные Богом для освещения ночного неба, а та-

кие же солнца, как и наше, вокруг них могут вращаться плане-

ты, на которых, возможно, живут люди. Таким образом, Бруно

предложил набросок новой полицентрической картины миро-

здания, окончательно утвердившейся век спустя: Вселенная веч-

на во времени, бесконечна в пространстве, вокруг бесконечного

числа звезд вращается множество планет, населенных разум-

ными существами.

Но, несмотря на всю грандиозность этой картины, она про-

должала оставаться эскизом, наброском, нуждавшимся в фунда-

ментальном обосновании. Нужно было открыть законы, дейст-

112

Галилео Галилей

и его роль

в становлении

классической

науки

вующие

в мире и доказывающие правильность предположений

Коперника и Бруно. Доказательство их идей стало одной из

важнейших задач первой глобальной научной революции,

кото-

рая началась с открытий Галилео Галилея.

Работа по обоснованию гелиоцентризма бы-

ла начата Галилео Галилеем, труды которого

предопределили весь облик классической, а

во многом и современной науки. Именно

им были заложены основы нового типа ми-

ровоззрения, а также новой науки — мате-

матического опытного естествознания. Исходной его посылкой

было выдвижение аргументов, что для формулирования четких

суждений относительно природы ученым надлежит учитывать

только объективные, то есть поддающиеся точному измерению,

свойства

предметов

и явлений

—

размер,

»_________|

форму, количество, вес, движение. А свой-

^^^^^^^^^^И

ства,

просто доступные восприятию,

—

цвет,

звук, вкус, осязание

—

нужно оставить без

внимания. Лишь с помощью количествен-

ного анализа наука может получить истин-

ные знания о мире. А чтобы глубже про-

никнуть в математические законы и по-

стичь истинный характер природы, Галилей

усовершенствовал и изобрел множество

технических приборов и инструментов —

линзу, телескоп, микроскоп, магнит, воз-

душный термометр, барометр и др. Их ис-

пользование придало естествознанию новое, неведомое грекам

измерение. Прежние дедуктивные схоластические размышления

о Вселенной уступили место экспериментальному исследованию

с целью постижения действующих в ней универсальных матема-

тических законов.

Очень важно, что свою систематическую ориентацию на опыт

Галилей сочетал со стремлением к его математическому осмыс-

лению. И ставил его так высоко, что считал возможным полно-

стью заменить традиционную логику как бесполезное орудие

мышления математикой, которая только н способна научить че-

ловека искусству доказательства.

Эта важнейшая сторона методологии Галилея вылилась у не-

го в идею систематического применения

двух

взаимосвязанных

методов — аналитического и синтетического. Он называл их ре-

золютивным и композитивным методами. При помощи

аналити-

113

ческого

(резолютивного) метода исследуемое явление

расчленя-

лось на более простые составляющие его элементы, а затем

всту-

пали в действие предположения, гипотезы, с помощью которых

объяснялись интересовавшие ученого факты и явления

приро-

ды. Далее с необходимостью следовала проверка правильности

принятой гипотезы, которая осуществлялась при помощи

синте-

тического (композитивного) метода. Она должна была соответ-

ствовать фактам, полученным опытным путем. Выше мы уже

говорили, что это —

гипотетико-дедуктивная

модель познания,

являющаяся основной в классической и современной науке.

Математический аналитический метод Галилея привел его к

механистическому истолкованию бытия, позволил ему сформу-

лировать понятие физического закона в его современном понима-

ВИИ,

Можно считать, что, начиная с работ этого ученого, наука

полностью порвала с сугубо качественным истолкованием

при-

роды, присущим как схоластике Средневековья, так и натурфи-

лософии античности. Натурфилософское познание, основанное

на аналогии между организмом и природой (парадигма космиз-

ма — подхода, связывающего воедино мир, человека и космос),

уступило место опытно-аналитическому выявлению конкретных

причин бытия.

Органицистское

истолкование бытия заменялось

причинно-детерминистическим, которое основывалось на первых

успехах математики и механики.

Особое значение для утверждения науки нового типа имели

открытия Галилея в области механики и астрономии. Именно они

заложили прочный фундамент в обоснование гелиоцентризма.

Одной из серьезнейших проблем, препятствующих

утвержде-

нию нового мировоззрения, было давнее убеждение, сложившее-

ся еще в античности и поддерживавшееся на протяжении Сред-

невековья, что между земными и небесными явлениями и тела-

ми существует принципиальная разница. Со времен Аристотеля

считалось, что небеса — место нахождения идеальных тел, со-

стоящих из эфира и вращающихся по идеальным круговым ор-

битам вокруг Земли. Земные же тела возникают и функциони-

руют совсем по другим законам. Поэтому прежде чем создавать

всеобъемлющие теории и открывать законы природы, ученые Но-

вого времени должны были опровергнуть дихотомию земного и

небесного. Первый шаг в этом

напраатении

был сделан Галилеем.

После того, как в 1608 г. была изобретена зрительная труба,

Галилей усовершенствовал ее и превратил в телескоп с 30-крат-

ным увеличением. С его помощью он совершил целый ряд вы-

дающихся астрономических открытий. Среди них — горы на

114

Луне, пятна на Солнце, фазы Венеры, четыре крупнейших спутни-

ка Юпитера. Он же первый увидел, что Млечный Путь представ-

ляет собой скопление огромного множества звезд. Все эти факты

доказывали, что небесные тела — это не эфирные создания, а

вполне материальные предметы и явления. Ведь не может быть на

идеальном теле гор, как на Луне, или пятен, как на Солнце.

С помощью своих открытий в механике Галилей разрушил

догматические построения господствовавшей почти в течение

двух тысяч лет аристотелевской физики. Она носила в основном

умозрительный характер, основывалась на телеологических по-

строениях. В частности, Аристотель утверждал, что движение

вещей зависит от их природы: в соответствии с ней происходят

естественные движения (например, движение огня вверх), а про-

тив природы *- насильственные движения (движение того же

огня вниз). Также Аристотель говорил о совершенстве кругового

движения по сравнению с прямолинейным, утверждал, что тя-

желые тела падают быстрее, чем легкие из-за стихийного влече-

ния более тяжелых тел к центру Земли.

Галилей выступил против мыслителя, авторитет которого счи-

тался бесспорным, и впервые проверил многие его утверждения

опытным путем, заложив тем самым основы нового раздела физи-

ки — динамики, науки о движении тел под действием приложен-

ных сил. До этого единственным более или менее разработанным

разделом физики была статика — наука о равновесии тел под

действием приложенных сил, основанная еще Архимедом.

Так, Галилей опроверг аристотелевское учение о естествен-

ных и

насильственных,

движениях, показав, что

если

средой

движения является не воздух, а вода, то некоторые тяжелые тела

(скажем, бревна) становятся легкими, так как движутся не вниз,

а вверх. Следовательно, движение тел вверх и вниз зависит от их

удельного веса по отношению к среде, а не от их предназначения.

Также Галилей изучал свободное падение тел и на основа-

нии своих наблюдений выяснил, что оно совершенно не зависит

от веса или состава тела. После этого он сформулировал поня-

тия

скорости,

ускорения (скорость изменения скорости), показал,

что результатом действия силы на тело является не скорость, а

ускорение.

Проанализировал Галилей и метательное движение, на осно-

вании чего пришел к идее инерции, пока еще не сформулирован-

ной точно, но сыгравшей огромную роль в дальнейшем развитии

естествознания. В отличие от Аристотеля, полагавшего, будто

все тела стремятся достичь места, отведенного им природой, после

чего движение прекращается, Галилей считал, что движущееся

115

тело стремится пребывать в постоянном равномерном

прямоли^

нейном движении или в покое, если только какая-нибудь

внецн

няя сила не остановит его или не отклонит от направления его

движения. Идея инерции позволила опровергнуть одно из

возН

ражений

противников гелиоцентризма, которые утверждали, что

предметы,

находящиеся на поверхности Земли, в случае ее дви-

жения неизбежно оказались бы сброшенными с нее, и что

лни

бой метательный снаряд, запускаемый вверх под прямым углом,

обязательно приземлялся бы на некотором расстоянии от

ис-|

ходной точки броска. Понятие инерции объясняло, что движу-

щаяся Земля автоматически передавала свое движение всем на-

ходящимся на ней телам.

Еще одним возражением противников гелиоцентризма было

то, что мы не чувствуем движения Земли. Ответ на него также

был дан Галилеем в сформулированном им классическом принци-

пе относительности. Согласно этому принципу, никакими меха-

ническими опытами, проведенными внутри системы, невозмож-

но установить, покоится система или движется равномерно и

прямолинейно. Также классический принцип относительности

утверждает, что между покоем и равномерным прямолинейным

движением нет никакой разницы, они описываются одними и

теми же законами, Равноправие движения и покоя, т.е.

инерци-

альных

систем (покоящихся или движущихся друг относительно

друга равномерно и прямолинейно), Галилей доказывал рассуж-

дениями и многочисленными примерами. Например, путешест-

венник в каюте корабля с полным основанием считает, что кни- 1

га, лежащая на его столе, покоится. Но человек на берегу видит,

что корабль плывет, и он имеет все основания утверждать, что

книга движется и притом с той же скоростью, что и корабль.

Так движется на самом деле книга или покоится? На этот во-

прос, очевидно, нельзя ответить просто «да» или «нет». Спор ме-

жду путешественником и человеком на берегу был бы пустой

тратой времени, если бы каждый из них отстаивал только свою

точку зрения и отрицал точку зрения партнера. Они оба правы,

и чтобы согласовать позиции, им нужно только признать, что в

одно и то же время книга покоится относительно корабля и

движется относительно берега вместе с кораблем.

Законы механики вместе с его астрономическими открытия-

ми подводили ту физическую базу под гипотезу Коперника, ко-

торой сам ее творец еще не располагал. Из гипотезы гелиоцен-

трическая доктрина теперь начинала приобретать статус теории.

116

Дальнейший

ход научной

революции

Но еще не был окончательно решен вопрос о соотношении

земных и небесных движений, не было объяснено движение са-

мой Земли. Реальное движение планет также мало соответство-

вало их описанию в гелиоцентрической гипотезе Коперника

(круговое движение), как и в геоцентризме Птолемея.

Истинные орбиты планет были установлены

Иоганном Кеплером. Он изложил свое откры-

тие в сочинениях

«Новая,

изыскивающая при-

чины астрономия, или Физика неба»

(1609)

«Гармония мира» (1619). Вначале он обработал наблюдения за

движением Марса и вывел два первых закона движения плане-

ты, распространив их позже и на другие планеты. Спустя десять

лет им был сформулирован третий закон движения планет.

Первый закон Кеплера утверждает, что

каждая планета движется по эллипсу, в

од-

ном из фокусов которого находится Солнце.

Второй закон Кеплера говорит, что каж-

дая планета движется в плоскости, прохо-

дящей через центр Солнца, причем пло- I

шадь

сектора орбиты, описанная радиус-

вектором планеты, изменяется пропорцио-

нально времени обращения.

Согласно третьему закону Кеплера, квад-

раты времени обращения планет вокруг

Солнца относятся как кубы их средних рас-

стояний между ними.

Первые два закона разрушали представления о небесных те-

лах, которые в силу своей идеальности движутся только по иде-

альным круговым орбитам с одинаковой скоростью. Оказалось,

что орбиты планет являются эллиптическими, а движение по ним

происходит неравномерно. При этом с удалением от Солнца ско-

рость движения планет уменьшается.

Чтобы сформулировать третий закон, Кеплеру пришлось пред-

положить, что движением планет управляет Солнце. Правда,

ему была неясна природа этой силы, и он предположил, что она

может иметь сходство с магнитной силой. Кеплер ошибался, и

истинная

причина движения планет вокруг Солнца пока остава-

лась неизвестной.

Окончательное решение проблемы дихотомии земного и не-

бесного связано с

именем

выдающегося французского ученого и

философа

Рене Декарта. Ему удалось это сделать, систематиче-

ски встроив элементы атомизма в физическое объяснение ко-

перниковской

Вселенной.

117

Всплеск интереса к древнегреческой философии, и в частно-

сти к атомизму Левкиппа и Демокрита, произошел не случайно,

Еще Бруно впервые уловил связь между атомистическими идея-

ми древности и гелиоцентризмом Коперника. Именно атоми;

смог подсказать верный ответ на вопрос о природе и

специфики

небесного по сравнению с земным. В этой концепции выдви-

гался постулат, что Вселенная состоит из неразличимых для гла-

за крошечных неделимых частиц, которые свободно перемеща-

ются в бесконечной, лишенной качеств пустоте и,

сталкиваясь

друг с другом, вступают в различные сочетания, образуют

все

предметы и явления видимого мира. В этой пустоте нет ни вер--

ха, ни низа, ни центра: каждая точка пространства сама по

себе|

нейтральна и равна любой другой. Поскольку Вселенная цели-

ком состоит из одних и тех же материальных частиц, Земля тоже

является одним из случайных скоплений этих частиц, как и вся

остальные

планеты

и звезды. Следовательно, не существует прин-

ципиальной разницы между небесным и земным, так как и то и

другое состоит из одних и тех же частиц. А поскольку и протяжен-

ность этой пустоты, и число частиц бесконечно, вполне допустимо

существование во Вселенной множества

«двойников»

Земли и

Солнца, также порожденных стихийным движением атомов.

Такой подход был принципиально важен для решения про-

блемы соотношения земных и небесных явлений. Античность и

Средневековье считали небо и землю абсолютно разными мира-

;

ми, живущими по принципиально отличным законам и прави-

лам. Человек, житель земного мира, не мог даже подумать о

распространении действия земных законов на небесные сферы,

обитель богов. Без снятия дихотомии «земное — небесное» есте-

ствознание, как и вся классическая наука, развиваться не могло.

В основных принципах античного атомизма можно найти

множество параллелей с представлениями Декарта о природе

как сложнейшем безличном механизме, управляемом строгими

математическими законами. Подобно Демокриту, Декарт пола-

гал, что физический мир состоит из бесконечного числа частиц,

или корпускул, которые механически сталкиваются друг с другом,

слипаются и образуют скопления. Он не отрицал, что мир соз-

дан Богом, но считал, что после акта творения Бог более не

принимал участия в делах созданного им мира. Далее мир раз-

вивался по естественным законам, данным Богом, которые впол-

не постижимы для человека. Такая позиция, очень популярная в

Новое время, называется деизмом.

Благодаря законам, которые начали действовать в момент

первотолчка (акт творения), первоначальный хаос, в котором на-

«шились

частицы-корпускулы,

преобразовался в стройный по-

рядок. Это стало возможным благодаря законам инерции и сохра-

нения количества движения. Именно Декарт довел идею инер-

ции Галилея до статуса закона, в соответствии с которым по-

коящиеся корпускулы стремились сохранить свое состояние по-

коя, если отсутствовал какой-либо внешний импульс, тогда как

движущаяся корпускула стремилась продолжить свое движение

но

прямой линии и с прежней скоростью, если только ничто не

отклоняло ее от пути. Также Декарт утверждал, что любые от-

клонения от инерционной тяги происходят в результате столк-

новения одних корпускул с другими. Это дополняло картину

корпускулярной Вселенной представлениями об исключительно

механистическом характере движения в ней. . .

Атомистическая теория, согласно которой частицы свободно

движутся в бесконечном нейтральном пространстве, позволяла

по-новому взглянуть на движение как таковое и на планетарное

движение в частности. Автоматические круговые движения не-

бесных тел, которые все еще отстаивали Коперник и Галилей,

были невозможны в атомистическом мире, где частицы могли

передвигаться только по прямой линии или же пребывать в со-

стоянии покоя. Применив обе свои теории — инерционную и

корпускулярную — к небесным явлениям, Декарт обнаружил

самый важный факт, остававшийся недостающим звеном в объ-

яснении планетарного движения. Он установил, что при отсут-

ствии какой-либо внешней силы, сдерживающей инерционное

движение планет, в том числе и Земли, это движение обязатель-

но

стремилось бы вытолкнуть их по касательной прямой прочь

от изгибавшихся вокруг Солнца орбит. Иначе говоря, планеты,

как и все тела и частицы во Вселенной, должны, согласно закону

инерции, двигаться равномерно и прямолинейно. Но поскольку

орбиты планет остаются сплошными замкнутыми кривыми и

подобного движения не происходит, то становится очевидным:

какая-то сила отклоняет движения планет от прямолинейной

траектории и заставляет их постоянно «падать» по направлению

Солнцу. Отныне важнейшей проблемой новой космологии

становилось выяснение природы и характера этой силы.

Ы.Ш»

и.

»«.

Природа этой силы была открыта Исааком

•ПСЭаК

ПЬЮТОН

гг

•гзоапмшиии

Ньютоном, которому и удалось завершить

и завершение

^ ^

научной

коперниковскую революцию в науке. Он до-

революции казал существование тяготения как универ-

сальной силы — силы, которая одновремен-

но заставляла камни падать на Землю и была причиной

замкну-

119

тых орбит, по которым планеты вращались вокруг Солнца.

По

еле

целого ряда математических открытий, среди которых со;

дание дифференциального и

интегрального

исчислений, Ньютон в 1666 г. установили

что планеты удерживаются на устойчивы

орбитах с

соответственными

скоростями (к

об этом говорит третий закон Кеплера)

]

тому, что их притягивает к Солнцу сила, с

ратно пропорциональная квадрату

расстоя-|

ния до Солнца. Этому же закону подчиня-

лись и тела, падавшие на Землю. Так, в

об*

щем виде был сформулирован закон все-]

мирного тяготения:

/"=

Ст^^/г

Кроме

того, Ньютон математическим путем вывел

на основании этого закона эллиптическую

форму планетных орбит и перемену их скоростей, следуя опре-

делениям первого и второго законов Кеплера. Законы движения

планет предстали как следствия закона всемирного тяготения.

В систематическом виде основы новой земной и небесной

механики были изложены Ньютоном в 1687 г. в книге «Мате-

матические начала натуральной

философии».

Так на свет появилась

первая фундаментальная физическая теория, которая до начала

XX века была основой физического познания, ядром классиче-

ской научной картины мира Нового времени.

Хотя Ньютон громко провозгласил: «Гипотез не измышляю!»,

все же некоторое количество гипотез было им предложено, и они 1

сыграли очень важную роль в дальнейшем развитии естествозна-

ния. Эти гипотезы были связаны с дальнейшей разработкой идеи

всемирного тяготения. Когда Ньютон вводил рабочее понятие |

тяготения как некой силы, действующей на расстоянии, оно пер-

вое время смущало его своей схожестью с понятиями герметиче-

ской философии и алхимии. Поэтому вначале понятие «тяготе-

ние» казалось слишком эзотеричным для механики. Но выводы

из него были настолько наглядны, что не могли не убеждать. При

этом само явление тяготения оставалось достаточно загадочным и

непонятным. В частности, необходимо было ответить на вопро-

сы, каков механизм действия этой силы, с какой скоростью она

распространяется, есть ли у нее материальный носитель?

Отвечая на эти вопросы, Ньютон предложил подтверждав-

шийся, как тогда казалось, бесчисленным количеством фактов

принцип дальнодействия — мгновенное действие тел друг на друга

на любом расстоянии без каких-либо посредствующих звеньев,

120

через

пустоту.

Принцип дальнодействия невозможен без привле-

чения понятий абсолютного пространства и абсолютного време-

ни, также предложенных Ньютоном.

Необходимость обращения к этим понятия определялась ме-

ханистической трактовкой материи, в соответствии с которой

материя — это косная масса, способная к движению лишь бла-

годаря воздействию внешних факторов. Именно поэтому Нью-

тон был вынужден допустить существование Бога и божествен-

ного первотолчка, который привел материю в движение. Таким

внешним фактором была и сила тяготения. При этом конкрет-

ное движение — перемещение с места на место, фиксируемое в

опыте, было всегда относительно. Соответственно относительны

были как пространство, преодолеваемое движущимся телом, так

и время, которым это движение измерялось. И кажется, что

пространство и время — это свойства, атрибуты материи. Но

относительные пространство и время не годились для концеп-

ции дальнодействия, отрицавшей необходимость переносчика

взаимодействия.

Ведь если нет материального тела — нет и про-

странства, связанного с этим телом. Поэтому наряду с относитель-

ными пространством и временем оказалось необходимым абсо-

лютное пространство как вместилище мировой материи. Его мож-

но сравнить с большим черным ящиком, в который можно по-

местить материальное тело, но можно и убрать, тогда материи

не будет, а пространство останется. Также должно существовать

и абсолютное время как универсальная длительность, постоянная

космическая шкала для измерения всех бесчисленных конкрет-

ных движений, оно может течь самостоятельно без участия ма-

териальных тел. Именно в таком абсолютном пространстве и

времени мгновенно распространялась сила тяготения. Воспри-

нимать абсолютное пространство и время в чувственном опыте

невозможно.

Благодаря работам Ньютона утвердилась новая научная кар-

тина мира, ставшая основой новоевропейского мировоззрения. К

началу

XVIII

в. каждый образованный человек на Западе знал,

что Бог сотворил Вселенную как сложную механическую систему,

состоящую из материальных частиц, которые движутся в беско-

нечном нейтральном пространстве в соответствии с несколькими

поддающимися математическому анализу основными принципа-

ми — такими, как инерция и гравитация. В этой Вселенной Зем-

ля вращалась вокруг Солнца, а Солнце представляло собой одну

из звезд, которых великое множество, Земля же — одну из мно-

гих планет. Ни Солнце, ни Земля не являлись центром Вселен-

121

ной. Поэтому можно говорить, что на первом этапе научной

ре-1

В0ЛЮШ1И

произошел переход от геоцентризма к

гелиоцентриче-

ским

взглядам, а на завершающем этапе утвердились

полицен-|

трические представления. Эта новая картина мира стала одним и»

важнейших итогов первой глобальной научной революции.

Из этой картины мира следовало, что, сотворив столь сложную

и подчиненную строгому порядку Вселенную, Бог устранился от

дальнейшего деятельного участия или вмешательства в природу

и предоставил ее самой себе, чтобы она продолжала существовать

на основе тех немногих и совершенных законов, которые были

заложены в ней при сотворении мира. Человек же в этой

карти-1

не, с одной стороны, был венцом творения, так как он с

помм

шью своего разума сумел проникнуть в божественный замысел

ив

понять вселенский порядок. Поэтому отныне он мог

пользо-1

ваться своим знанием для своей пользы и достижения

своего|

могущества. Но с другой стороны, это высокое мнение

человека,

о себе ничем не подтверждалось с точки зрения науки, которая

не видела качественной специфики человека, не могла обосно-

вать его особого места во Вселенной. Но об этом человек пред-

почитал не задумываться, а пользовался своим знанием о мире

во имя своих целей. Поэтому практическим выводом из новой

картины мира стало соединение науки с производством, про-

мышленная революция, в ходе которой были созданы совре-

менное индустриальное (модернизированное) общество и циви-

лизация. Ведь до сих пор теоретические знания были сферой

абстрактного интеллекта, а эмпирические — уделом конкретно-

го ремесла. Представители кабинетной учености, не занимаясь

экспериментами, обрекали себя на бесплодное схоластическое

теоретизирование. Представители же цехового ремесла, не за-

нимаясь вопросами теории, оказывались не в состоянии пере-

шагнуть рубеж эмпиризма, выйти за пределы традиционных ме-

тодов работы, на столетия консервировавших устаревшие пред-

ставления и не дававших хода техническому прогрессу. Только

соединение науки с производством, принятие эксперимента в

качестве важнейшего метода естествознания привели к образо-

ванию науки нового типа, во многом ориентированной на прак-

тическую полезность.

Еще одним результатом научной революции стало утвержде-

ние гипотетико-дедуктивной модели познания. Ее внедрение свя-

зано с именем Галилея, который выработал особую исследова-

тельскую тактику, предлагавшую проводить изучение не реаль-

ных, а абстрактных и идеальных объектов, замещающих реаль-

122

ные вещи и явления, с помощью математического аппарата. Это

позволяло получить с помощью логического вывода законы дви-

жения в «чистом виде». После этого требовалось осуществить

подтверждение полученных абстрактных законов на опыте. Так,

отвлекаясь от реальных процессов и явлений, проникая в их сущ-

ность, скрытую за многочисленными помехами реальных условий

эксперимента, Галилей создал методологию современного научно-

го познания и заложил основы современного естествознания.

Но важнейшим итогом первой глобальной научной револю-

ции стало формирование классической науки Нового времени,

основанной на иных, чем у античной и средневековой науки,

гносеологических предпосылках.

5.3. Классическая наука

Нового времени

Понятие «классическая наука* охватывает период развития

науки,

ХУТН

в. по

20-е

годы XX в., т.е. от завершения первой

глобальной научной революции до появления квантово-реляти-

вистской картины мира. Разумеется, наука XIX в. довольно силь-

но отличается от науки

ХУШ

в., которую только и можно счи-

тать по-настоящему классической наукой. Тем не менее, по-

скольку в науке XIX в. по-прежнему действуют гносеологиче-

ские предпосылки науки

XVIII

в., мы объединяем их в едином

понятии — классическая наука. Этот этап развития науки харак-

теризуется целым рядом специфических особенностей.

Основные черты

1-Исходной

посылкой классической науки

классической является натурализм — признание объектив-

науки ности существования природы, управляемой

естественными, объективными закономер-

ностями. Иными словами, единственной подлинной реально-

стью признается материальный мир, существующий вне и неза-

висимо от человеческого сознания. При этом материальность

понимается только как вещественность.

2. Важнейшей характеристикой классической науки является

механистичность — представление мира в качестве машины, ги-

гантского механизма, четко функционирующего на основе веч-

ных и неизменных законов механики. Не случайно наиболее

распространенной моделью Вселенной был огромный часовой.

механизм. Поэтому механика была эталоном любой науки, ко-

торую пытались построить по ее образцу. Также она рассматри-

валась и как универсальный метод изучения окружающих явле-

123

ний.

Это выражалось в стремлении свести любые процессы в

мире (не только физические и химические, но и биологические]

и социальные) к простым механическим перемещениям.

Таковл

сведение

высшего к низшему, объяснение сложного через более,

простое называется редукционизмом.

Этот подход означал окончательный разрыв со средневеко-

выми представлениями о мире, рисующими

его

в виде органи-

ческой целостности, частями которой являлись предметы и яв-

ления, находящиеся в состоянии иерархического соподчинения,

символически отражавшие при этом подлинную

божественную

реальность.

Следствиями механистичности классической науки стали не-

сколько очень важных выводов:

• примат аналитической деятельности, представление о том,

что предметы и явления при их изучении следует раскла-

дывать на мельчайшие составляющие их элементы, доходя

до конечного предела делимости материи;

• преобладание количественных методов анализа природы,

полный отказ от качественного мышления античности и

Средневековья;

• признание существования жестких причинно-следственных

связей между предметами и явлениями материального ми-

ра, однозначность в истолковании событий, полное ис-

ключение возможности, случайности и вероятности из ре-

зультатов исследования. Считалось, что, зная координаты

какого-либо тела во Вселенной, а также силы, действующие

на него, можно абсолютно точно предсказать положение

данного тела в каждый следующий момент времени. Если

же по каким-то причинам точный ответ невозможен, то

это — результат нашего незнания, а не действие случая;

• при познании мира (а он считался принципиально позна-

ваемым) считалось возможным получить абсолютную ис- .

тину, т.е. полное, завершенное знание о мире. Каждая на-

учная теория, вновь открытый закон считались элементами

этой абсолютной истины. Представления о том, что все

предметы

и явления мира многоаспектны, множеством

ни-

тей связаны друг с другом и каждая сторона предмета или

его связь с другими предметами может изучаться самостоя-

тельной научной теорией (т.е. существуют гносеологиче-

ские предпосылки науки), отсутствовали;

• также при познании мира не учитывались характеристики

исследователя, воздействие приборов и инструментов, с

124

помощью которых осуществлялось познание, которое та-

ким образом понималось как зеркальное отражение дейст-

вительности.

3. Рассмотрение природы как из века в век

неизменного,-

все-

гда тождественного самому себе, неразвивающегося целого фор-

мировало метафизичность классической науки. Это приводило к

тому, что каждый предмет или явление рассматривался отдельно

от других, игнорировались их связи с другими объектами, а из-

менения, которые происходили с этими предметами и явления-

ми, были лишь количественными. Так возникла сильная анти-

эволюционистская установка классической науки.

4. Механистичность и метафизичность классической науки от-

четливо проявились не только в физике, но и в химии, и в био-

логии. Это привело к отказу от признания качественной специ-

фики жизни и живого. Они стали такими же элементами в мире-

иеханизме,

как предметы и явления неживой природы. Как пи-

сал об этом В.И. Вернадский, бренность и ничтожность жизни,

ее''Случайность

в Космосе, казалось, все более подтверждались

успехами точного знания. Это приводило к парадоксальной си-

туации. С одной стороны, человек гордился собой как высшей и

окончательной формой разума, своей способностью понять и по-

знать законы окружающего природного мира и обратить это зна-

ние себе на пользу. Но с другой стороны, точное естествознание

Нового времени никак не подтверждало это высокое мнение

че-

ловека о себе, считая его таким же материальным телом, как и

всякое другое. По сути дела, это мнение было предметом веры, а

не результатом рационального доказательства. Поэтому, претен-

дуя на ведущее место в мировоззрении, наука оставляла место

религии и философии, обосновывавшим особую роль человека в

мире. Хотя постепенно, по мере роста количества практических

результатов, дававшихся наукой, ее позиции становились все бо-

лее прочными, а доказательства особенности человека — все бо-

лее слабыми.

Перечисленные нами гносеологические пред-

посылки классической науки отчетливо от-

разились в тех теориях и концепциях, которые были сформули-

рованы в классическом естествознании

XVIII

века.

Так, в физике особенно быстрыми темпами развивалась меха-

ника. А ее основные методы и подходы распространялись на все

остальные разделы физики, складывавшиеся в это время, — те-

плофизику,

оптику, изучение электричества и магнетизма. Так

проявляется редукционистская тенденция, характерная для клас-

125

Наука XVIII века