Стиль научного мышления. Идеалы и нормы научного познания

Идеалы и нормы научного познания — совокупность определенных концептуальных, ценностных, методологи­ческих и иных установок, свойственных науке на каждом конкретно-историческом этапе ее развития. Их основная функция — организация и регуляция процесса научного исследования, ориентация на более эффективные пути, способы и формы достижения истинных результатов. При переходе на новый этап научного исследования (напри­мер, от классической к неклассической науке) кардиналь­но меняются его идеалы и нормы. Их характер определя­ется в первую очередь предметом познания, спецификой изучаемых объектов, а их содержание всегда формируется в конкретном социокультурном контексте.

Целостное единство норм и идеалов научного позна­ния, господствующих на определенном этапе развития на­уки, выражает понятие «стиль научного мышления». Он выполняет в научном познании регулятивную функцию, носит мно­гослойный, вариативный и ценностный характер. Выражая общепринятые стереотипы интеллектуальной деятель­ности, присущие данному этапу, стиль мышления всегда воплощается в определенной конкретно-исторической форме. Чаще всего различают классический, некласси­ческий и постнеклассический (современный) стили науч­ного мышления.

Классическое естествознание XVII—XVIII вв. стремилось объяснить причины всех явле­ний (включая социальные) на основе законов механики Ньютона. Господствовал объектный стиль мышления, стремление познать предмет сам по себе безотносительно к условиям его изучения. Представлялось, что исследователь со стороны наблюдает объекты и при этом ничего не приписывает им от себя.

Объекты рассматривались в качестве малых систем (механических устройств), имеющих сравнительно небольшое количество элементов с их силовыми взаимодействиями и жестко детерминированными связями. Свойства целого полностью определялись свойствами его частей. Объект представлялся как устойчивое тело. Причинность истолковывалась в духе механистического детерминизма.

В XIX в. стало очевидным, что законы ньюто­новской механики уже не могли играть роли универсаль­ных законов природы. В эту эпоху произошли революционные перемены в физике (открытие делимости атома, разработка релятивистской и квантовой теории), в космологии (концепция нестационарной вселенной), в химии (квантовая химия), в биологии (становление генетики). Возникли кибернетика и теория систем, сыгравшие важную роль в развитии современной научной картины мира.

Весьма ощутимый «подрыв» классического естествоз­нания был осуществлен А. Эйнштейном, создавшим сна­чала специальную (1905), а затем и общую (1916) теорию относительности. В целом его теория основывалась на том, что в отличие от механики Ньютона, пространство и вре­мя не абсолютны. Они органически связаны с материей, движением и между собой. Определение простран­ственно-временных свойств в зависимости от особеннос­тей материального движения («замедление» времени, «ис­кривление» пространства) выявило ограниченность пред­ставлений классической физики об «абсолютном» про­странстве и времени, неправомерность их обособления от движущейся материи.

Было сделано еще одно крупное научное открытие о том, что частице материи присуще и свойства волны (непрерывность) и дискретность (квантовость). Вскоре эта гипотеза была под­тверждена экспериментально. Таким образом, был открыт важнейший закон природы, согласно которому все материальные микрообъекты обладают как корпускуляр­ными, так и волновыми свойствами.

Все вышеназванные научные открытия кардинально из­менили представление о мире и его законах, показали ог­раниченность классической механики. Последняя, разу­меется, не исчезла, но обрела четкую сферу применения своих принципов — для характеристики медленных дви­жений и больших масс объектов мира.

Рассмотрим некоторые важнейшие философско-методологические выводы из величай­ших достижений естествознания неклассического перио­да.

1. Возрастание роли философии в развитии естествозна­ния и других наук.

Это обстоятельство всегда подчеркивали настоящие творцы науки. Так, М. Борн говорил, что философская сторона науки интересовала его больше, чем специальные результаты. И это не случайно, ибо работа физика-теоре­тика теснейшим образом переплетается с философией и, что без серьезного знания философской литературы его работа будет впустую. Физики-теоретики, хо­тят они этого или нет, но все равно руководствуются фи­лософией, «сознательно или неосознанно». Каж­дая фаза естественнонаучного познания находится в тес­ном взаимодействии с философской системой своего вре­мени; естествознание доставляет факты наблюдения, а философия — методы мышления.

В центре научных дискуссий в естествознании конца XIX — начала XX в. оказались философские категории материи, движения, пространства, времени, противоре­чия, детерминизма, причинности и другие, то или иное понимание которых определяло понимание специально-научных проблем.

2. Сближение объекта и субъекта познания, зависимость знания от применяемых субъектом методов и средств его получения.

Естествознание XX в. показало неотрывность субъекта, исследователя от объекта, зависимость знания от методов и средств его получения. Иначе говоря, карти­на объективного мира определяется не только свойствами самого мира, но и характеристиками субъекта познания, его концептуальными, методологическими и иными эле­ментами, его активностью (которая тем больше, чем слож­нее объект). Мир раскрывает свои структуры и закономерности благодаря активной деятельности челове­ка в этом мире. Только тогда, когда объекты включены в человеческую деятельность, мы может познать их сущностные связи.

3. Укрепление и расширение идеи единства природы, по­вышение роли целостного и субстанциального подходов.

Выявить новые пути понимания целостной структуры мира — важная особенность научного знания. Так, сложная орга­низация биологических или социальных систем немысли­ма без взаимодействия ее частей и структур — без целостности. Последняя имеет качественное своеобразие на каж­дом из структурных уровней развития материи. При этом к «целостной реальности» относится не только то, что вид­но невооруженным глазом — живые системы (особи, по­пуляции, виды) и социальные объекты разных уровней организации.

Развитие атомной физики показало, в частности, что объекты, называвшиеся раньше элементарными частица­ми, должны сегодня рассматриваться как сложные много­элементные системы. При этом «набор» элементарных частиц отнюдь не ограничивается теми частицами, суще­ствование которых доказано на опыте. Более того, оказа­лось, что есть элементарные частицы — кварки и глюоны — принципиально не наблюдаемые в свободном состоя­нии отдельно друг от друга. Составная частица не обяза­тельно разделяется на составляющие как атом или его ядро. В результате понятие целостности наполнилось новым со­держанием.

Субстанциальный подход, т. е. стремление свести все изменчивое многообразие явлений к единому основанию, найти их «первосубстанцию» — важная особенность на­уки. Это стремление к всеохватывающему объединению, попытки истолковать все физические и другие явления с единой точки зрения, понять природу в целом пронизыва­ют всю историю науки. Все ученые, исследующие объек­тивную действительность, хотят постигнуть ее как целост­ное, развивающееся единство, понять ее «единый строй», «внутреннюю гармонию».

4. Формирование нового образа детерминизма и его «ядра» — причинности.

История познания показала, что детерминизм есть це­лостное формообразование и его нельзя сводить к какой-либо одной из его форм или видов. Классическая физи­ка, как известно, основывалась на механическом понима­нии причинности («лапласовский детерминизм»). Станов­ление квантовой механики выявило неприменимость здесь причинности в ее механической форме. Это было связано с признанием фундаментальной значимости нового клас­са теорий — статистических, основанных на вероятностых представлениях. Тот факт, что статистические теории включают в себя неоднозначность и неопределенность не­которыми философами и учеными был истолкован как крах детерминизма вообще, «исчезновение причинности».

В основе данного истолкования лежал софистический прием: отождествление одной из форм причинности — ме­ханистического детерминизма — с детерминизмом и при­чинностью вообще. При этом причина понималась как чисто внешняя сила, воздействующая на пассивный объект, абсолютизировалась ее низшая — механическая — форма, причинность как таковая смешивалась с «непререкаемой предсказуемостью». Такое понимание оказалось достаточным только в ньютоновской, но не в атомной физике, которая с самого начала выработала представления, по сути дела не соответствущие узко интерпретированному понятию причинности.

Как доказывает современная физика, формой выраже­ния причинности в области атомных объектов является вероятность, поскольку вследствие сложности протекаю­щих здесь процессов (двойственный, корпускулярно-волновой характер частиц, влияние на них приборов и т. д.) возможно определить лишь движение большой совокуп­ности частиц, дать их усредненную характеристику, а о движении отдельной частицы можно говорить лишь в пла­не большей или меньшей вероятности.

Поведение микрообъектов подчиняется не механико-динамическим, а статистическим закономерностям, но это не значит, что принцип причинности здесь не действует. В квантовой физике «исчезает» не причинность как тако­вая, а лишь традиционная ее интерпретация, отождеств­ляющая ее с механическим детерминизмом как однознач­ной предсказуемостью единичных явлений.

5. Глубокое внедрение в естествознание противоречия — и как существенной характеристики его объектов, — и как принципа их познания.

Исследование физических явлений показало, что «час­тица — волна — две дополнительные стороны единой сущ­ности. Притом проблема выбора в данных условиях между этими противоположностями постоянно воспроизводится в более глубокой и сложной форме. Та­ким образом, в квантовой механике все особенности мик­рообъекта можно понять только исходя из его корпускулярно-волновой природы.

Природа микрочастицы внутренне противоречива (есть диалектическое противоречие) и что соответствующее по­нятие должно выражать это объективное противоречие, быть также внутренне противоречивым. Иначе оно не бу­дет адекватно отражать свой объект, так как он есть в себе, а, стало быть, будет выражать лишь часть истины, а не всю ее в целом. С достаточной определенностью проблему син­теза противоположных представлений, внутреннего един­ства противоположностей (волновых и квантовых свойств света) поставил А. Эйнштейн. Он задался вопросом: «А может ли свет быть и тем и другим? Эйнштейн, конечно, знал, что известные опыты по дифракции и интерферен­ции могут быть объяснены только на основе волновых пред­ставлений. Он также не мог оспаривать наличие полного противоречия (здесь и далее выделено мною. — В. К.) между своей гипотезой световых квантов и волновыми представ­лениями. Эйнштейн даже не пытался устранить внутрен­ние противоречия своей интерпретации. Он принял про­тиворечия как нечто, которое, вероятно, может быть понято много позднее, благодаря совершенно новому методу мышления, т. е. диалектическому по своему существу. Так оно и произошло.

Оправдалось глубокое научное предвидение творца те­ории относительности, который предсказывал, что ука­занное внутреннее противоречие теории должно быть раз­решено в ходе дальнейшего развития физического знания. Зафиксированная Эйнштейном полярность волновых и корпускулярных характеристик света привела его к выводу о необходимости синтеза данных противоположностей: «Следующая фаза развития теоретической физики даст нам теорию света, которая будет в каком-то смысле слиянием волновой теории света с теорией истечения». Такой фа­зой и стала квантовая механика.

В ходе дальнейшего развития квантовых представле­ний было обнаружено, что в процессе объяснения загадок атомных явлений противоречия не исчезают, не «устраня­ются» из теории. Наоборот, происходит их нарастание и обострение. Это свидетельствовало не о слабости, а о силе новых теоретических представлений, которые предстали не как «логические» противоречия (путаница мысли), а как такие, которые имеют объективный характер, отража­ют реальные противоречия, присущие самим атомным явлениям. «Удивительнейшим событием тех лет был тот факт, что по мере этого разъяснения парадоксы кванто­вой теории не исчезали, а наоборот, выступали во все бо­лее явной форме и приобретали все большую остроту... В это время многие физики были уже убеждены в том, что эти явные противоречия принадлежат к внутренней при­роде атомной физики».

Попытки осознать причину появления противоречивых образов, связанных с объектами микромира, привели Н. Бора к формулированию принципа дополнительнос­ти. Согласно этому принципу, для полного описания квантово-механических явлений необходимо применять два вза­имоисключающих (дополнительных) набора классических понятий (например, частиц и волн). Только совокупность таких понятий дает исчерпывающую информацию об этих явлениях как целостных образованиях.

6. Определяющее значение статистических закономер­ностей по отношению к динамическим.

В законах динамического типа предсказания имеют точно определенный, однозначный характер. Это было присуще классической физике, где «если мы знаем коор­динаты и скорость материальной точки в известный мо­мент времени и действующие на нее силы, мы можем пред­сказать ее будущую траекторию».

Законы же квантовой физики — это законы статисти­ческого характера, предсказания на их основе носят не достоверный, а лишь вероятностный характер.

Таким образом, огромный прогресс наших знаний о стро­ении и эволюции материи, достигнутый естествознанием, начиная со второй половины XIX в., во многом и решаю­щем обусловлен методами исследований, опирающимися на теорию вероятностей. Поэтому везде, где наука сталки­вается со сложностью, с анализом сложноорганизованных систем, вероятность приобретает важнейшее значение.

7. Кардинальное изменение способа (стиля, структуры) мышления, вытеснение метафизики диалектикой в науке.

Эту сторону, особенность неклассического естествозна­ния подчеркивали выдающиеся его представители. Так, Гейзенберг неоднократно говорил о границах механистическо­го типа мышления, о недостаточности ньютоновского спосо­ба образования понятий, о радикальных изменениях в ос­новах естественнонаучного мышления, указывал на важ­ность требований об изменении структуры мышления.

8. Изменение представлений о механизме возникновения научной теории.

Как отмечал А. Эйнштейн, важнейший методологи­ческий урок, который преподнесла квантовая физика, со­стоит в отказе от упрощенного понимания возникновения теории как простого индуктивного обобщения опыта. Те­ория, подчеркивал он, может быть навеяна опытом, но создается как бы сверху по, отношению к нему и лишь за­тем проверяется опытом.

Человеческий разум должен, по его мнению, «свобод­но строить формы», прежде чем подтвердилось бы их дей­ствительное существование: «из голой эмпирии не может расцветать познание». Эволюцию опытной науки «как непрерывного процесса индукции» Эйнштейн сравнивал с составлением каталога и считал такое развитие науки чисто эмпирическим делом, поскольку такой подход, с его точки зрения, не охватывает весь действительный про­цесс познания в целом. А именно — умалчивает о важ­ной роли интуиции и дедуктивного мышления в развитии точной науки.

Иначе говоря, теории современной науки создаются не просто путем индуктивного обобщения опыта (хотя такой путь не исключается), а за счет первоначального движе­ния в поле ранее созданных идеализированных объектов, которые используются в качестве средств конструирова­ния гипотетических моделей новой области взаимодей­ствий. Обоснование таких моделей опытом превращает их в ядро будущей теории.

Идеализированный объект выступает таким образом не только как теоретическая модель реальности, но он неяв­но содержит в себе определенную программу исследова­ния, которая реализуется в построении теории. Соотно­шения элементов идеализированного объекта — как ис­ходные, так и выводные, представляют собой теоретичес­кие законы, которые (в отличие от эмпирических зако­нов) формулируются не непосредственно на основе изу­чения опытных данных, а путем определенных мыслитель­ных действий с идеализированным объектом.

Из этого вытекает, в частности, что законы, формули­руемые в рамках теории и относящиеся по существу не к эмпирически данной реальности, а к реальности, как она представлена идеализированным объектом, должны быть соответствующим образом конкретизированы при их при­менении к изучению реальной действительности. Имея в виду данное обстоятельство, А. Эйнштейн ввел термин «физическая реальность» и выделил два аспекта этого тер­мина. Первое его значение использовалось им для харак­теристики объективного мира, существующего вне и не­зависимо от сознания.

Во втором своем значении термин «физическая реаль­ность» используется для рассмотрения теоретизированного мира как совокупности теоретических объектов, представляющих свойства реального мира в рамках данной фи­зической теории. «Реальность, изучаемая физикой, есть не что иное, как конструкция нашего разума, а не только данность». В этом плане физическая реальность задается посредством языка науки, причем одна и та же реальность может быть описана при помощи разных языковых средств.

Концептуально-методологические сдвиги, которые произошли на последнем этапе развития есте­ствознания каче­стве.

1. Широкое распространение идей и методов синергети­ки — теории самоорганизации и развития сложных систем любой природы.

В этой связи в постнеклассическом естествознании очень популярны такие понятия как диссипативные структуры, бифуркация, флуктуация, хаосомность, странные аттракто­ры, нелинейность, неопределенность, необратимость и т. п. В синергетике показано, что современная наука имеет дело с очень сложноорганизованными системами разных уровней организации, связь между которыми осуществля­ется через хаос.

Важное методологическое значение имеют некоторые сформулированные в синергетике ключевые идеи, среди которых укажем на следующие:

а. Для современного реального мира существенной его характеристикой является эволюционность, необратимый исторический характер процессов развития, а также воз­можность решающего влияния малых событий и действий на общее течение событий.

б. Для сложноорганизованньгх целостных систем харак­терна не единственность, а множество путей развития (мно­говариантность, альтернативность), что не исключает мо­мент их строгой количественной заданности, а также воз­можности выбора наиболее оптимальных из них.

в. Сложноорганизованным системам нельзя навязывать пути их развития, а необходимо понять, как способствовать их собственным тенденциям развития. Это проблема самоуправляемого развития («принцип кормчего»). Речь идет о том, что человеческий разум еще очень далек от того, чтобы сделать мировой эволюционный процесс управляе­мым. Но ё его силах понять и, возможно, организовать си­стему воздействий на природу и общественные процессы так, чтобы обеспечить желаемые тенденции развития.

г. Поскольку для сложных саморазвивающихся систем, как правило, существует несколько альтернативных путей развития, то с выбором пути в точках ветвления (бифур­кации) проявляет себя некая предопределенность, пред-детерминированность развертывания процесса.

д. Взаимодействие системы с внешним миром, ее по­гружение в неравновесные условия может стать исходным пунктом в формировании новых динамических состояний — диссипативных структур. Последние есть состояния ма­терии, отражающие взаимодействие данной системы с окружающей средой.

е. «Вблизи точек бифуркации в системах наблюдаются значительные флуктуации. Такие системы как бы «колеб­лются» перед выбором одного из нескольких путей эволю­ции... Небольшая флуктуация может послужить началом эволюции в совершенно новом направлении, которое резко изменит все поведение макроскопической системы»¹.

ж. На всех уровнях самоорганизации источником по­рядка является неравновесность (необратимость), которая есть то, что порождает «порядок из хаоса», вызывает воз­никновение нового единства.

з. Хаос может выступать в качестве созидающего нача­ла, конструктивного механизма эволюции.

и; Любые природные, а тем более социальные, про­цессы имеют стохастическую (случайную, вероятностную) составляющую и протекают в условиях той или иной степени неопределенности. Поэтому, «если квантовая меха-т ника установила дуализм волновых и корпускулярных свойств микрообъектов, то нелинейная динамика открыла дуализм детерминированного и стохастического. Сложные структурные образования в природе являются одновремен­но и детерминированными, и стохастическими»¹.

к. Будущее состояние системы как бы организует, фор­мирует, изменяет наличное ее состояние. Причем в точ­ках бифуркации зависимость настоящего, а следователь­но, и будущего от прошлого практически исчезает.

л. Существование этих двух свойств порождает прин­ципиальную непредсказуемость эволюции, а следователь­но, и необратимость времени.

м. По мере усложнения организации систем происхо­дит одновременное ускорение процессов развития и по­нижение уровня их стабильности.

н. В любых состояниях неустойчивой социальной сре­ды действия каждого отдельного человека могут влиять на макросоциальные процессы.

о. Зная тенденции самоорганизации системы, можно миновать многие зигзаги эволюции, ускорять ее.

Таким образом, идеи целостности (несводимости свойств целого к сумме свойств отдельных элементов), иерархичности, развития и самоорганизации, взаимосвя­зи структурных элементов внутри системы и взаимосвязи с окружающей средой становятся предметом специально­го исследования в рамках самых различных наук.

Объективности ради надо сказать, что вышеперечис­ленные и другие идеи синергетики были сформулированы не без влияния диалектики (Шеллинга, Гегеля, Маркса), хотя об этом, как правило, не упоминается. Но об этом помнит один из основателей синергетики И. Пригожий, который писал, в частности, о том, что гегелевская философия природы «утверждает существование иерархии, в которой каждый уровень предполагает предшествующий... В некотором смысле система Гегеля является вполне пос­ледовательным философским откликом на ключевые про­блемы времени и сложности»¹. Более того, Пригожий четко и однозначно утверждает, что «идея истории природы как неотъемлемой составной части материализма принадлежит К. Марксу и была более подробно развита Ф. Энгель­сом... Таким образом, последние события в физике, в частности, открытие конструктивной роли необратимос­ти, поставили в естественных науках вопрос, который давно задавали материалисты».

Между тем некоторые современные ученые не только не видят преемственной связи между диалектикой и си­нергетикой, но считают, что первая из них отжила свой век и должна быть заменена второй. Или — в лучшем слу­чае — диалектике предназначается «участь» одной из час­тей синергетики. С таким подходом согласиться нельзя, ибо диалектика как общая теория развития и универсаль­ный метод была и остается выдающимся достижением ми­ровой философской мысли. Она как философский метод продолжает успешно «работать» в современной науке на­ряду с другими общенаучными методами (синергетика, си­стемный подход и др.).