Текст книги "История и философия науки: учебное пособие"

Автор книги: Лев Зеленов

сообщить о нарушении

Текущая страница: 6 (всего у книги 33 страниц) [доступный отрывок для чтения: 12 страниц]

«Социальная» сторона научной революции XVII в

Рассмотрение истории научной революции XVII в. не может быть исчерпано лишь ее когнитивной стороной. В XVII в. наука становится автономной и как социальная система.

С начала века во многих странах появляется множество мини-академий, например, флорентийская Академия деи Линчей (Accademia del Lincei – «Академия рысьеглазых», намек на остроту научного взгляда), наиболее знаменитым членом которой был Г. Галилей. Во второй половине века появляются «большие» академии – сообщества профессиональных ученых.

В 1660 г. созданный в частной лондонской научно-исследовательской лаборатории современного типа кружок, куда входили Роберт Бойль, Кристофер Рен, Джон Валлис, Вильям Нейл и другие, был преобразован в Лондонское королевское общество дня развития знаний (Royal Society of London for Improving Natural Knowledge). Ньютон стал членом общества в 1672 г., а с 1703 г. – его президентом. С 1664 г. общество стало регулярно печатать свои труды («Philosophical Transactions»). В 1666 г. в результате преобразования кружка была объявлена Академия наук в Париже.

Становление науки выражало стремление к осмыслению мира, с одной стороны, с другой – стимулировало развитие подобных процессов в иных сферах общественной жизни. Огромный вклад в развитие правосознания, идей веротерпимости и свободы совести внесли такие философы XVI‑XVII вв., как М. Монтень,

Б. Спиноза, Т. Гоббс, Дж. Локк и другие. Их усилиями разрабатывались концепции гражданского общества, общественного договора, обеспечения прав личности и т. д. Научное мышление позволяло выдвигать и обосновывать механизмы их реализации. В этом контексте ключевой стала оценка Локком (кстати, личным другом Ньютона и членом Лондонского королевского общества) парламента как социальной научной лаборатории, способствующей поиску, изобретению и реализации новых и эффективных форм синтеза частных интересов граждан, включая частичный интерес государства.

Краткий «научный» итог XVII в.

К научным, если можно так выразиться, итогам XVII в. можно отнести следующее:

– старый Космос устарел и был разрушен;

– новая картина мира, которая заменила «старый» Космос, больше всего походила на суперогромные часы, – в ней отсутствовало все живое и неопределенное, и, казалось, все можно было посчитать («кеплеровский детерминизм»);

– наука обрела свои механизмы и процедуры конструирования теоретического знания, проверки и самопроверки, свой язык, прежде всего в математической его форме, ставшей «плотью» метода;

– наука стала социальной системой – появились свои профессиональные организации, печатные органы, целая инфраструктура (включая специальный инструментарий);

– в науке появились свои нормы и правила поведения, каналы коммуникаций;

– наука, прежде всего через распространение принципов научности, становится мощной интеллектуальной силой – школой «правильного» мышления, влияющей на социальные процессы в самых различных формах.

Хронология и география периода

Общая продолжительность периода – около двух столетий – XVII‑XIX вв. Внутри периода может быть выделено два этапа, также условно совпадающие. Первый может быть назван периодом европейского освоения Ньютонова наследия, «веком Просвещения». Второй характеризуется созданием дисциплинарной структуры науки и может быть назван веком промышленной революции. Достаточно определенно можно говорить о нескольких центрах (уже в рамках национально-государственных образований) научной и промышленной активности. Так, во второй половине XVIII в. и в начале XIX в. слабеет «интеллектуальное напряжение» в Британии, центр перемещается во Францию, во второй половине XIX в. – в Германию и затем вновь захватывает Британию. С XVIII в. к центрам научной жизни присоединяются Россия и Северная Америка. Промышленная революция с конца XVIII в. начинается в Британии и только потом перемещается в континентальную Европу.

Специфика познавательной модели

Понятие классической науки, точнее – классического естествознания, еще точнее – физики, относится к комплексам отдельных научных программ, направлений и дисциплин, которые основывались на исходных Ньютоновых представлениях о дискретной структуре мира и механическом характере происходящих в нем процессов (механистическая модель мира, «мир как механизм» и т. д.).

Впервые научное знание развивалось на собственном основании. Это не означает отсутствия метафизических его оснований или ошибочных положений, а лишь сознательное исключение вненаучных (прежде всего религиозных) факторов при рассмотрении научных проблем. Механистические представления широко распространялись на понимание биологических, электрических, химических и даже социально-экономических процессов.

Механицизм стал синонимом научности как таковой. На данном концептуальном подходе строилась система и общего, и профессионального образования. Радикально новые техника и технологии развивались эмпирически, на собственном основании, и были инструментом практического познавания и освоения единого социоприродного мира. Дисциплинарная структура науки развивалась по схеме: механика – физика – химия – биология.

Наука в «век Просвещения»

Первая половина XVIII в. – период научного упадка. Влияние Ньютона было столь мощным, что никто не решался даже продолжить его исследования; интерес сместился к медико– биологическим проблемам (которыми Ньютон не занимался) и частным вопросам. Однако авторитет научности, напротив, радикально и быстро возрастал, что коррелировалось с «общим духом» европейской культуры XVIII в. Наука стала модной.

Обоснование рационального мировоззрения («естественный свет разума») распространялось как на естествознание, так и на социальные процессы. Принцип историзма, концепция общественного прогресса порождали «наивные» утопические идеи господства над природой, возможности волевого рационального переустройства общества («знание – сила»). Манифестом Просвещения, «библией» нового либерализма стала новая Энциклопедия (Encyclopedic, ou Dictionnaire raisonne des sciences, des arts et des metiers), изданная в 1751–1772 гг. в 17 томах текста и 11 томах иллюстраций. Вдохновителями и редакторами Энциклопедии были Д. Дидро и Ж. Д'Аламбер, в ее создании активно участвовали: Вольтер, Э. Кондильяк, К. Гельвеций, П. Гольбах, Ш. Монтескье, Ж. Ж. Руссо, Ж. Бюффон, М. Кондорсе и другие. Известными представителями Просвещения были также: Дж. Локк в Британии; Г. Лессинг, И. Гердер, И. Гете, Ф. Шиллер в Германии; Т. Пейн, Б. Франклин, Т. Джефферсон в США; Н. Новиков, А. Радищев в России. Особое место в этом ряду занимает Иммануил Кант.

Анализ научных направлений в XVIII в. связан в первую очередь с понятием «научная дисциплина», хотя, строго говоря, это понятие не совсем применимо к XVIII в., оно из XIX в. Его можно описать терминами таких структур, как кафедра, школа, специальная периодика, профессионализм исследователей. В XVIII в. подобное отсутствовало: наука была главным образом делом любителей, часть из них сосредоточивалась в академиях, научный уровень которых был не очень высок. Поэтому содержательное развитие науки в общем виде может быть представлено шестью научно-исследовательскими программами (это не строгий термин, который использовал И. Лакатос): исследования теплоты и энергии; металлургические процессы; электричество; химия; биология; наблюдательная и математическая астрономия (как главная программа, идущая от Ньютона).

Промышленная революция

«Промышленная революция» – достаточно широкое понятие, связанное с серией радикальных изобретений и инноваций, прежде всего в энергетике и «рабочих машинах», приведших к установлению нового технологического базиса производства (машинного производства). Эти изобретения и инновации весьма слабо, по крайней мере до конца XIX в., инициировались научными исследованиями, но их социальная детерминация очевидна. Имперское положение Британии радикально расширило рынок сбыта промышленных товаров (в первую очередь текстильных), что чрезвычайно интенсифицировало их производство, и ручной труд стал тормозом прогресса. Снятие этого тормоза сделало Британию «мастерской мира». В середине XVIII в. были изобретены:

• прядильная машина («Дженни») Дж. Харгривса (1768);

• ватер-машина Р. Аркрайта (1769);

• мюль-машина С. Кромптона (1779);

• механический ткацкий станок Э. Картрайта (1785).

Резкая концентрация производства, развитие железообрабатывающей и химической промышленности на фоне острой нехватки древесины интенсифицировали рост добычи каменного угля, что стимулировало появление новых направлений в горном деле и на транспорте. Это, в свою очередь, привело к широкому применению чугуна, в том числе и как строительного материала. Особенно остро встала проблема энергетики: маломощные водяные колеса, естественно, привязанные к рекам, как и конная тяга, стали вопиющим анахронизмом.

Промышленная революция была связана в первую очередь с появлением парового двигателя. Историческая схема создания парового двигателя – этой «философской» машины XVIII в. – выглядит следующим образом: от пароатмосферных устройств без движущихся частей Де-Ко и Т. Сэвери через нереализованную конструкцию Д. Папена к первой практической доходной машине Т. Ньюкжомена (последняя из машин Ньюкжомена была демонтирована в… 1934 г.!), а от нее к универсальной паровой машине двойного действия Дж. Уатта.

С Дж. Уаттом связана интересная подробность. Уатт был членом Лунного общества, собиравшегося в полнолуние близ г. Бирмингема. Кроме него, в обществе состояли Метью Болтон, производитель паровых машин в Сохо, Эразм Дарвин‑дедушка Ч. Дарвина – поэт и биолог-эволюционист, Дэвид Юм, философ, историк и экономист, Джозеф Пристли, химик, открывший кислород, и Адам Смит, автор известнейшей работы «Богатство народов».

Создание паровой машины Уатта ознаменовало радикальный переворот в технологиях XVIII‑XIX вв.: свободное размещение паровых машин, возможность значительного увеличения мощности и использования автономного двигателя на транспорте, в производственных процессах и т. д.

Научные дисциплины и направления их развития в XIX в

XIX век принципиально отличается от предыдущего века как по характеру социальных процессов, так и по глубине

содержательного развития науки и масштабам распространения технических нововведений. В научном развитии выделилась основная схема дисциплин: физика – химия – биология, в техническом: транспорт, связь, технологии машинного производства, к концу века – электротехника.

На протяжении всего XIX в. (в котором выделяются три периода) физика, прежде всего теоретическая, развивалась в поле напряжения, создаваемого «полюсом» механики и «полюсом» физико-феноменологического направления, математической физики, не сводимой в то время к механике. Разработка второго направления (математические электростатика и магнитостатика – уравнения П. Лапласа и С. Пуассона (1781–1840); теория Ж. Фурье – уравнение теплопроводности; волновая оптика О. Френеля и электродинамика А. Ампера, опиравшиеся на методы анализа и т. д.) в первой трети XIX в. ознаменовала создание фундамента классической физики, в котором анализ и особенно дифференциальные уравнения с частными производными заняли ключевое положение. Это был «золотой период» развития французской теоретической мысли.

В начале периода (1830–1870) эстафета переходит к немецким и британским ученым, чьими усилиями было выполнено научно-дисциплинарное оформление экспериментально-математического синтеза, возникшего на французской почве (особую роль здесь играл физико-математический семинар Ф. Неймана и К. Якоби (работал в Кенигсберге), из которого вышли корифеи классической физики второй половины XIX в.: Г. Гельмгольц, Г. Кирхгоф, Р. Клаузиус и др.). Сочетание прецизионного эксперимента с математическим феноменологизмом, прежде всего в форме математической физики Фурье, образовало концептуальную базу физики как научной дисциплины.

Классическая физика обрела «зрелость» в 50—60-е гг. XIX в., когда после утверждения закона сохранения энергии благодаря трудам Р. Клаузиуса, Р. Томпсона (барона Кельвина), Дж. Максвелла и других возникли термодинамика, кинетическая теория газов и теория электромагнитного поля. При этом образование таких фундаментальных понятий, как «энергия», «электромагнитное поле», «энтропия» и другие, во многом было обязано математическому оформлению физических принципов термодинамики и электродинамики.

Последнее тридцатилетие XIX в. – это подступы к квантово-релятивистской революции, хотя и укорененные в классике. Так, развитие кинетической теории материи приводит к статической механике и вторжению в физику вероятностной математики. Взлет геометрии в XIX в. (проективная геометрия. Неевклидовы геометрии. Риманова геометрия, теоретико-групповой подход к геометрии и т. д.) и обсуждение проблемы теоретико– групповых методов в кристаллографии и механике – областях, казалось бы, далеких от переднего края физической науки, а также вызванное к жизни максвелловской теорией поля исчисление векторов и кватернионов – все это открыло новые математические пути развития физики, которые стали главными в релявистской физике XX в.

К основным вехам классической термодинамики следует отнести:

– открытие закона сохранения энергии (это тоже принцип эквивалентности теплоты и работы). При открытии закона сошлись несколько линий движения научной мысли: экспериментально-эмпирическая (Дж. Джоуль), натурфилософская (Ю. Майер) и теоретико-физическая, или математическая (Г. Гельмгольц);

– математизацию теории теплоты Карно, которая была осуществлена Б. Клапейроном, а затем объединение Клаузиусом и Томпсоном в 50-е годы XIX в. теории с концепцией сохранения энергии, что завершило создание классической термодинамики – системной теории, в которой физические величины (энергия, температура, давление, энтропия и т. д.) ставятся в соответствие не только с пространством, но и с пространственно протяженными системами;

– разработку основ кинетической теории газов и статической механики. Это направление первоначально шло параллельно с первым, но с использованием теории вероятности становится самостоятельным, давшим вероятностную трактовку второго начала термодинамики и обоснование кинетического уравнения (Л Больцман).

В области электродинамики в 1820 г. Ампер открыл эффект взаимодействия проводников с током и, связав его с опытами X. Эрстеда, положил начало электродинамике как единой науки об электрических и магнитных явлениях. Уже в самом начале работы Ампер сделал вывод о ненужности магнитных флюидов и ввел фундаментальное понятие об электрическом токе. С 1831 г. – даты открытия явления электромагнитной индукции М. Фара‑деем – была проведена серия экспериментов по изучению связи электрических, магнитных и световых явлений. Вершиной электродинамики, математизацией полевой концепции М. Фарад ея являются работы Максвелла, в частности, его знаменитый «Трактат об электричестве и магнетизме» 1873 г. В конце 80-х годов XIX в. Г. Герцем установлено существование электромагнитных волн, которые предсказывала максвелловская теория электромагнитного поля. Химические направления развития науки характеризуются несколькими крупнейшими прорывами, которые осуществлялись на фоне развития атомистических представлений. До открытия электрона была химическая атомистика, после – молекулярно-кинетическая (физическая). Атомистика XIX в. началась с Дж. Дальтона, с 1803 г., когда «механический» атом стал химическим – атомом определенного химического элемента с определенным «атомным весом» (термин Дальтона). На почве атомно-молекулярного учения выросло учение о валентности и учение о химической связи. В 1812–1813 гг. Я. Берцелиус предложил новую функциональную модель атома в виде электрического диполя, что позволило объяснить различные классические свойства одного и того же элемента, специфичность и селективность химического сродства различных атомов. Учение о химических элементах, объединенное с атомно-молекулярной теорией, создало широчайшие возможности для изучения свойств химических соединений. Открытие новых химических элементов и изучение их соединений подготовили почву для открытия периодического закона. Создание теории химического строения («органической химии») А. М. Бутлеровым в 1861 г. и открытие Периодического закона химических элементов Д. И. Менделеевым в 1869 г. венчало становление классической химии как науки.

В середине XIX в. биология привлекла особое внимание. Оформление идей эволюции Ч. Дарвиным вместе с их научными достижениями сразу же (по публикациям в прессе) приобрело и широкое мировоззренческое значение. Во-первых, это было прямым и, возможно, самым сильным выпадом против догмата сотворения человека; во-вторых, идея выживания сильнейшего импонировала тогдашнему настроению «бури и натиска». Однако с самого начала дарвинизм содержал «моменты неустойчивости», впоследствии приведшие к его дискредитации и сложной судьбе теории эволюции в целом. Наиболее существенным из таких моментов была известная декларативность дарвинизма, когда выводы предшествовали анализу. Для XIX в. характерно становление биологии как научной дисциплины в ее традиционной, «классической» форме – «натуралистической биологии». Ее методами стали тщательные наблюдения и описания явлений природы, главной задачей – их классифицирование. Большое место в так понимаемой биологии занимают различные способы объединения организмов в отдельные группы, или таксоны, которые, в свою очередь, организуются в системы (эволюционные, филогенетические, генеалогические). Одно из первых «филогенетических деревьев» сконструировал Э. Геккель. Во второй половине XIX в. зарождается такое направление, как экспериментальная биология. Это было связано с работами К. Бернара, Л. Пастера, И. М. Сеченова и других. Они проложили путь к развитию исследования процессов жизнедеятельности точными физико-химическими методами, нередко прибегая к расчленению биологической целостности организма в целях проникновения в тайны его функционирования.

Наблюдение, измерение, фиксация – эти операции, вернее, их методологическое и инструментальное оформление играли решающую роль в становлении науки, одновременно давая начало целым техническим направлениям. Унификация и стандартизация единиц измерения создавали новую форму международной научно-технической культуры.

Принципиально новым средством познания стала оптическая спектроскопия. Первый практический спектроскоп был создан в 1859 г. Г. Кирхгофом и Р. Бунзелом для качественного анализа в различных областях. В химии, например, с его помощью были открыты многие химические элементы (цезий, рубидий, таллий), и во второй половине XIX в. он стал основным прибором для исследований во всех областях химии.

В начале XIX в. «старые» европейские академии – эти замкнутые кастовые корпорации – переживали застой и были неадекватны вызовам времени ни по организации, ни по оснащению, ни по кадровому составу. Центрами европейской научной жизни становятся университеты и вновь создаваемые научные организации – исследовательские институты, которые финансировались как государством, так и частными лицами.

Первую физическую лабораторию в близком (по структуре) к современному смыслу организовал у себя дома Г. Кавендиш. Поэтому подлинные лаборатории стали возникать там, где были научные сообщества и ученики: например, в 1874 г. Дж. Максвеллом основана знаменитая Кавендишская лаборатория в университете в Кембридже (Универсальный центр физических исследований).

Научно-техническое развитие Европы и США обеспечивало естественные формы коммуникации. В науке это прежде всего взаимный обмен стажерами и публикациями, в области промышленного и технического развития – проведение регулярных международных промышленных выставок.

Роль образования в период становления и развития классической науки особенно велика. Во-первых, это была принципиально новая и социальная, и содержательная система; во-вторых, в своей основе она сохраняется и сегодня. Образование радикально влияло на содержательную структуру науки: в то время впервые вводится дисциплинарная систематизация (дисциплинарность) знания, что было вызвано главным образом дидактическими требованиями; для самой науки более естественна систематизация, например, по проблемам. Дисциплина же появляется, когда появляются учебники (самое «достоверное знание»!) и соответствующие университетские кафедры, а затем уже дисциплина через систему образования воспроизводит поколения специалистов. Например, профессия физика-теоретика появляется в конце XIX в. Первые такие кафедры в Германии возглавляли Г. Гельмгольц, Г. Кирхгоф, Р. Клаузиус, Л. Больцман, Г. Герц, М. Планк.

Началом «нового образования» было создание инженерных школ – например, Школа мостов и дорог и Школа военных инженеров в Мезьере, где с 1768 по 1784 г. преподавал ее воспитанник – выдающийся математик и организатор науки в революционной Франции Г. Монж. В системе новых центров научно– технического образования главное место заняла Парижская политехническая школа (1794–1795), в которой демократические принципы образования соединились с установкой на эффективные технические и военные приложения с привлечением в качестве преподавателей самых крупных ученых в области математики и точного естествознания. Первыми преподавателями школы были: Ж. Лагранж, Г. Монж, К. Бертолле и другие, несколько позже – А. Ампер, А. Фурье, П. Лаплас. Среди выпускников школы: Ж. Био, Ж. Гей-Люссак, С. Пуассон, О. Френель, О. Коши, А. Навье, Л. Пуансо, Г. Кориолис, С. Карно. Профессия преподавателя была престижной, и ведущие ученые возглавляли не только научные и учебные, но и государственные учреждения (даже министерства).

В Политехнической школе была впервые разработана лекционно-учебная литература по математике, механике и математической физике.

В Германии подобные центры находились в Кенигсберге и Геттингене, Центр в Геттингене был образован К. Гауссом, потом его дело продолжил Б. Риман. Аналогичный центр в Британии начал формироваться в 40—50-е гг. в Кембридже и был связан с именами Дж. Стокса, В. Томпсона, У. Ранкина и Дж. Максвелла.