|
Закономерности развития естественно научных теорий.Относительный характер естественно научных знаний. Накопленный к настоящему времени опыт развития естествознания показывает, что наши знания носят относительный характер: то, что когда-то казалось бесспорным, со временем подвергается переосмыслению. В результате время существования той или иной теории в естественных науках оказывается ограниченным. Стремления к максимально экономному и адекватному описанию окружающего нас мира до сих пор периодически приводило к “революционным переворотам” в естествознании, представляющих собой появление новых теорий. При этом предшествующие теории не отвергаются (за исключением немногочисленных случаев заведомо ошибочных теорий, по тем или иным причинам не отбракованных на первых стадиях своего становления), а включаются в новые как их частный случай. Тем самым реализовывался принцип соответствия, неоднократно упоминавшийся в нашем курсе. Относительный характер естественно научных знаний. Накопленный к настоящему времени опыт развития естествознания показывает, что наши знания носят относительный характер: то, что когда-то казалось бесспорным, со временем подвергается переосмыслению. В результате время существования той или иной теории в естественных науках оказывается ограниченным. Стремления к максимально экономному и адекватному описанию окружающего нас мира до сих пор периодически приводило к “революционным переворотам” в естествознании, представляющих собой появление новых теорий. При этом предшествующие теории не отвергаются (за исключением немногочисленных случаев заведомо ошибочных теорий, по тем или иным причинам не отбракованных на первых стадиях своего становления), а включаются в новые как их частный случай. Тем самым реализовывался принцип соответствия, неоднократно упоминавшийся в нашем курсе. Этапы развития теории. Любая естественно научная теория начинается с накопления экспериментальных фактов, не укладывающихся в рамки существующей в данный момент теории. Попытки объяснить эти факты на существующем языке с использованием постулируемых существующей теорией принципов приходят к расхождениям теоретического описания с экспериментальными результатами. Для достижения соответствия теоретического описания эксперименту выдвигаются новые гипотезы, представляющие собой попытку видоизменить существующую теорию так, чтобы не только объяснить эти новые эксперименты, но и “не испортить” описание фактов, укладывающихся в старый вариант теории. Новые гипотезы не могут быть выведены из старой теории как ее следствие ни логическим, ни математическим. Решающую роль тут играет догадка, в основе которой лежит мировоззрение исследователя, его приверженность тем или иным принципам, определяющая тот или иной выбор из бесчисленного набора возможностей. Как правило, из новой гипотезы следуют дополнительные следствия, проверяемые на эксперименте. В случае несоответствия следствия с экспериментом гипотеза отвергается как не выдержавшая экспериментальной проверки. Разумеется, даже после многократных экспериментальных проверок всегда остается вероятность того, что в следующем эксперименте будет получен результат, отвергающий гипотезу (это же касается не только гипотез, но и существующих теорий). Необходимым требованием к новой гипотезы является ее предсказательная сила (способность не только объяснить уже имеющиеся, но и предсказывать новые экспериментальные результаты). В случае экспериментального подтверждения нескольких новых предсказанных следствий рассматриваемая гипотеза завоевывает все больше сторонников, превращаясь в теорию. Первоначальный период существования новой теории сопровождается очень быстрым (скачкообразным) развитием соответствующей естественно научной дисциплины. Прежде всего, получают объяснение ранее непонятные экспериментальные факты. Новая теория стимулирует дальнейший экспериментальный поиск, определяя приоритетные направления, на которых получение новых результатов наиболее вероятно. Очень часто новая теория оказывается в состоянии объяснить некоторые принципы, лежащие в основе ее предшественницы и носящие до сир пор постулативный характер. В этом случае развитие новой теории заставляет в значительной мере переосмыслить старые принципы и следующие из них выводы. На следующем, гораздо более длительном этапе развития зрелой теории происходит ее формализация. Уточняются и делаются более лаконичными формулировки ее основополагающих принципов. Постепенно формируется общепринятая специфическая терминология. Теория математизируется. При этом либо подбирается наиболее адекватно описывающий ее основные идеи математический аппарат из уже созданных в математике “заготовок”, либо приходится разрабатывать новый математический формализм. Овладение новыми закономерностями природы приводит к расширению возможностей экспериментальной техники, что поддерживает дальнейший экспериментальный поиск. Постепенно апробированная в научных исследованиях экспериментальная техника находит применение в прикладных наукоемких областях, а впоследствии и в хозяйственной деятельности. Нередки случаи, когда научные открытия приводят к истинным переворотам в области техники или технологий. При этом возникает “эффект обратной связи” - производство оказывается в состоянии создавать новое экспериментальное оборудование, принципиально отличающееся по своим возможностям от предшествующего поколения, то открывает путь для дальнейшего экспериментального поиска. Скачок в какой-то из областей естествознания неизбежно отражается на развитии смежных областей, поскольку, как отмечалось, деление естествознания на отдельные дисциплины носит весьма условный характер. Последний этап существования теории по сравнению с предшествующими несет в себе элементы застоя. Исследования проводятся главным образом в наиболее трудоемких как с точки зрения теории, так и эксперимента областях (“наиболее простая работа” уже завершена). Иногда этот этап называют “периодом сбора мусора”. Он, по-видимому, неизбежен, но сопровождается постепенным накоплением новых экспериментальных фактов, не укладывающихся в рамки созданной и тщательно разработанной концепции. Даже в случае отсутствия новых противоречивых данных эксперимента всегда существует проблема теоретического обоснования фундаментальных принципов, постулированных созданной теорией. Т.о. в недрах существующей теории зарождаются предпосылки для нового скачка. (Описанная схема, без сомнения, носит весьма приближенный, “идеализированный” характер и является лишь грубым обобщением имеющегося на сегодняшний день опыта развития естественных наук. Реальное развитие естествознания до сих пор примерно соответствовало указанной тенденции, но в конкретных проявлениях носило весьма противоречивый и зависящий от личностей исследователей характер. Не исключена возможность, что даже самое ближайшее время внесет существенные изменения в указанную схему.) Практическое значение естествознания вовсе не сводится только к повсеместному использованию накопленных знаний о природе в современной технике, сельском хозяйстве, медицине, технологиях и т.д., хотя одного этого аспекта достаточно для оправдания всех материальных затрат человечества на его развитие. Если бы человечество не научилось использовать естествознание в практических целях, вопрос о затратах на развития науки просто бы не стоял из-за того, что затрачивать было бы попросту нечего! Современное естествознание является неотъемлемой частью общечеловеческой культуры, наряду с другой, не менее важной ее гуманитарной ветвью. Наличие возникшего в процессе развития естествознания специального слоя общества, являющегося коллективным активным носителем накопленных до настоящего времени знаний (в их адекватной научной, а не популяризированной форме) является обязательным условием не только для дальнейшего развития естественных наук, но и для поддержания цивилизации на достигнутом к настоящему времени уровне. Представитель указанного слоя составляют элиту в сфере образования, обеспечивающей помимо прочего воспроизводство технической интеллигенции, без которой немыслимо не только развитие, но и длительное функционирование нашей технической цивилизации (без квалифицированного обслуживания за каких-нибудь 10-15 лет большинство наших достижений заржавеет и рассыплется). Имея богатую фантазия в принципе можно представить себе цивилизацию без ее гуманитарной ветви (подобная “цивилизация”, несомненно, выглядела бы слишком убого для того, чтобы ее можно было называть цивилизацией), без естественно научной же ветви знаний цивилизация нашего типа оказалась бы нежизнеспособной на биологическом уровне. Удорожание современных естественно научных исследований главным образом связано с их выходом за рамки макроскопического уровня организации материи на мега- и микро- уровни, требующем значительных энергозатрат. В связи с этим вопрос о самоокупаемости научных исследований в наши дни стал весьма актуален. Имеющийся исторический опыт показывает, что адекватный прогноз будущих экономических перспектив фундаментальных естественно научных исследований весьма трудно осуществим даже в тех случаях, когда им занимаются сами авторы этих исследований (фарадей, например, не видел никаких перспектив практического использования открытого им закона электромагнитной индукции, ныне лежащего в основе производства электроэнергии и ее превращения в механическую в электродвигателях). Многочисленные попытки искусственного направления фундаментальных исследований в области ожидаемой скорой практической реализации в большинстве случаев оказывались малоэффективными, а зачастую приводили к таким нежелательным эффектам, как появление недобросовестно выполненных исследований и замены наблюдаемых фактов ожидаемыми или желаемыми заказчиком (исключение составляет, пожалуй, только одна крупная программа исследований, окончательной целью которой было создание ядерного оружия: в ходе ее реализации фундаментальное естествознание действительно получило весьма мощный импульс развития).
|
