3. Новейшая революция и современный этап в естествознании

Стимулирующее воздействие на естествознание новых потребностей техники привело к тому, что в середине 90-х годов 19 века началась новейшая революция в естествознании, главным образом в физике (открытия электромагнитных волн Г. Герцем, коротковолнового электромагнитного излучения К. Рентгеном, радиоактивности А. Беккерелем, электрона Дж. Томсоном, светового давления П.Н. Лебедевым, введение идеи кванта М. Планкам, создание теории относительности А. Эйнштейном, радиоактивного распада Э. Резерфордом и Ф. Содди, изобретение радио А.С. Поповым), а также в химии, биологии (возникновение генетики на базе законов Г. Менеделя и Моргана). В 1913-1921гг. на основе представлений об атомном ядре, электронах и квантах Н. Бор создает модель атома, разработка которой ведется соответственно периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Это - 1-й этап революции в физике и во всем естествознании. Он сопровождается нарушением прежних представлений о материи и ее строении, свойствах, формах движения и типах закономерностей, о пространстве и времени. Это привело к кризису физики и всего естествознания и вызвало основное противоречие естествознания данного периода[5].

2-й этап революции в естествознании начался в середине 20-х годов 20 века в связи с созданием квантовой механики и сочетанием ее с теорией относительности в общую квантово-релятивистскую концепцию. Происходит дальнейшее бурное развитие естествознания и в связи с этим продолжается коронная ломка старых понятий, главным образом тех, которые связаны со старой классической картиной мира[6].

Началом современного этапа в естествознании было первое овладение атомной энергией в результате открытия деления ядра (1939) и последующих исследований (1940-45), с которыми связано зарождение электронно-вычислительных машин и кибернетики[7]. Полное развитие он получил в середине 20 века. Его особенностью является то, что наряду с физикой теперь лидирует в естествознании целая группа отраслей естествознания: биология (особенно генетика, молекулярная биологии), химия (особенно макрохимия, химия полимеров), а также науки, смежные с естествознанием, - космонавтика, кибернетика. Если в начале 20 века физические открытия развивались самостоятельно, то с середины 20 века революция в естествознании органически слилась с революцией в технике, приведя к современной научно-технической резолюции. С точки зрения практики решающую роль приобретают фундаментальные науки, без которых не может развиваться современная техника[8].

Для того, чтобы нагляднее представить все те изменения, которые претерпела наука на всем протяжении своего существования, представим ее в виде своеобразного «луча света» (рис. 1, см. приложение).

Представим себе, что наука — это «луч света», входящий через «окно познания» (а). Первоначально это был сплошной «диффузный» поток «света», в ко­тором нельзя было различить каких-либо составляю­щих его компонентов. О них можно было только догадываться и натурфилософствовать. Это была не­расчлененная наука, носившая натурфилософский ха­рактер (А). Со временем внутри этой единой, нерас­члененной науки стали зарождаться будущие отдельные науки: математика, механика, астрономия и др.

В эпоху Возрождения этот «луч» как бы преломился через «призму анализа», или «призму дифференциации» (Ь), и как бы распался на отдельные фундаментальные науки (В), вышедшие из первоначально единой науки (А).

Возникшие отдельные отрасли научного знания по­началу включают в себя и их техническое примене­ние. Однако в конце 18 в. в процессе продолжаю­щейся дифференциации наук началось отпочкование прикладного знания от теоретического. Механизм этого отпочкования мы образно представили как «ножницы отщепления» (с). В результате стали возникать особые технические науки (С) в качестве отраслей научно-тех­нического знания.

К середине 19 в. процесс односторонней дифферен­циации наук в основном исчерпал себя. До этого момен­та в научном движении дифференциация наук была без­условно доминирующей, а связывание наук (их инте­грация) осуществлялось лишь путем их внешнего сопо­ложения. К концу первой половины 19 в. положение стало меняться коренным образом. Доминирующей становится тенденция к интеграции наук, причем сама эта интеграция начинает осуществляться через продолжа­ющуюся их дифференциацию. Другими словами, свя­зывание наук происходит благодаря появлению новых наук переходного, или промежуточного, характера. Эти новые науки перекидывают как бы мосты между ранее уже возникшими фундаментальными науками[9].

Наше время стало временем коренной смены парадигм научного мышления и радикального изменения естественнонаучной картины мира. Вплоть до начала нынешнего столетия в науке господствовала возникшая в Новое время ньютоновско-картезианская парадигма - система мышления, основанная на идеях И. Ньютона и Р. Декарта. Последнему принадлежала идея принципиальной двойственности реальности: материя и ум - различные, параллельные друг другу субстанции. Отсюда следовало, что материальный мир можно описать объективно, не включая в описание человека-наблюдателя с его специфической позицией с его субъективностью. Можно сказать, что сама идея «строго-объективной науки» вырастает из декартовских онтологических построений.

Вселенная, представленная Ньютоном в виде комплекса механических систем, развивается без участия какого бы то ни было сознания и разума. Вся ее история, начиная от «большого взрыва» до сегодняшнего дня - результат слепого и стихийного движения материальных масс. Жизнь зарождается в первозданном океане случайно как результат беспорядочных химических реакций, и пойди процесс чуть по-другому, сознание никогда не проявилось бы в бытии. Иронизируя по поводу механистических взглядов, выдающийся современный ученый Станислав Гроф замечает: «Вероятность того, что человеческая разумность развилась из химического ила первобытного океана благодаря всего-навсего случайной последовательности механических процессов, кто-то недавно очень удачно сравнил с вероятностью того, что ураган, пронесшийся сквозь гигантскую помойку, случайно соберет «Боинг-747»[10].

Каким же мир предстает глазам современного ученого?

Согласно теории относительности пространство не трехмерно, а время не линейно. И то, и другое не являются отдельными самостоятельными сущностями. Они тесно переплетены и образуют пространственно-временной континуум. Поток времени не является равномерным и однородным, он зависит от позиции наблюдателя и его скорости относительно наблюдаемого события. Кроме того, в общей теории относительности речь идет о том, что пространство и время находятся в тесной связи с массой тел: возле гигантских космических тел пространство способно искривляться, а время - замедляться.

В новой картине мира исчезает жесткое различие между материей и пустым пространством, так как развитие атомной и субатомной физики разрушило представление о твердой материи. Это значит, что когда мы выходим за рамки «зоны средних измерений», углубляемся на другое уровни существования материи, то обнаруживается, что элементарные частицы, из которых состоят атомы - невещественны. В квантовой физике один и тот же феномен может выступать и как частица, и как волна, частицы как бы непрестанно создаются из чистой энергии и возвращаются в собственно-энергетическое состояние. Это сплошная динамика, которая не позволяет говорить о фиксированном месте в пространстве и о массе покоя. Элементарные частицы являют собой сгустки поля.