Внутридисциплинарные механизмы научных революций

Междисциплинарные взаимодействия как фактор революцион­ных преобразований

Научные революции, как мы отметили, могут различаться по самым различным признакам, и поэтому не существует ни единой их классификации, ни даже типологии. Тем не менее, можно выде­лить несколько их типов, согласно характеру их общности, глубине раскрытия сущности изучаемых явлений и процессов, принадлеж­ности к научной дисциплине, тем последствиям, которые они вы­звали в научном мире, их влиянию на технический прогресс и ду­ховную культуру общества и т.д. Очень часто трудно отделить одни признаки революций от других, например, когда глубина раскрытия сущности явлений совпадает, как правило, с широким применением новых революционных идей и методов. Поэтому мы ограничим­ся только выделением некоторых наиболее заметных революций в истории научного познания.

1. Внутридисциплинарные механизмы научных революций.

Наибо­лее знакомыми революциями такого типа являются революции, ко­торые происходят в рамках отдельных научных дисциплин. Рево­люции подобного типа связаны с качественными преобразованиями концептуальной структуры и изменениями картины мира, которые можно наблюдать в истории отдельных наук. Выше в качестве ил­люстрации мы рассматривали революции, которые происходили в рамках такой развитой науки, как физика.

Первая революция в ней произошла с возникновением механи­ки, когда в противовес натурфилософским представлениям антич­ности и схоластическим воззрениям средних веков был осуществ­лен переход к экспериментальному изучению простейшей формы движения материи — механического перемещения земных и небесных тел в пространстве с течением времени. Усилиями таких выдающихся ученых, как Галилей, Кеплер и Ньютон были созданы такие новые на­учные дисциплины, как земная и небесная механика. Одновременно с применением принципов механики к изучению новых явлений и процессов происходило создание механистической картины мира, в основе которой лежали онтологические представления механики Ньютона (рассмотрение тела как материальной точки, движущейся под воздействием силы, мгновенное действие сил в пустом про­странстве, абсолютность пространства и времени и другие).

Однако теоретические принципы и картина мира механики ока­зались явно неприменимыми для исследования электрических и маг­нитных явлений. Новые открытия Эрстеда и Фарадея свидетельство­вали о неразрывной взаимосвязи между электричеством и магнетиз­мом. Они и привели Максвелла к созданию новой электромагнитной теории поля. В связи с этим изменилась и научная картина мира. Место вещества заняло в ней электромагнитное поле, а мгновенная передача сил на расстояние была заменена конечной скоростью пе­редачи воздействия поля от одной точки к ближайшей другой точке.

Революционные изменения, связанные с возникновением теории относительности, коренным образом изменили прежние, классические представления о пространстве и времени. Они опровергли абсолют­ный характер пространства и времени и доказали их относительность, а самое главное — установили взаимосвязь между полями тяготения и геометрией пространства-времени (общая теория относительности).

Переход к исследованию мира мельчайших частиц материи и воз­никновение квантовой механики привели к полному отказу от клас­сических принципов науки и революционному изменению не только прежних научных взглядов, но и мировоззренческих представлений о материи, причинности, необходимости и случайности, возможно­сти и действительности. Все это существенно усложнило научную картину мира.

Аналогичные революционные преобразования происходили не только в развитии физики, но также в химии, в науках о Земле (геология, палеонтология), биологии и других естественных, техни­ческих и социально-гуманитарных науках. Не приводя дальнейших примеров, попытаемся выявить наиболее характерные признаки ре­волюционных изменений, которые происходят в рамках отдельных научных дисциплин.

Внутридисциплинарными механизмами научных революций

ча­ще всего служат переходы к изучению новых объектов и применение новых методов исследования. Хотя этому процессу может предшест­вовать изобретение новых средств наблюдения, эксперимента и из­мерения, но подлинные революционные преобразования возникают в результате перехода к исследованию новых объектов. Поскольку же прежние методы объяснения оказываются не в состоянии объяснить свойства новых объектов, то в связи с этим возникают также и но­вые методы их объяснения сначала в форме гипотез, а затем теорий и других концептуальных систем.

Попытка объяснить электрические и магнитные явления с по­мощью принципов механики как невесомых электрических и маг­нитных жидкостей, привела, как мы видели, к парадоксам и проти­воречиям. Поэтому ученые отказались от сведения их к движению вещества и ввели понятие электромагнитного поля.

Введение нового объекта исследования

совершенно преобразует картину мира соответствующей дисциплины: вместо вещества в меха­нике выступает поле в электродинамике и элементарные частицы — в квантовой механике. В большей или меньшей степени преобра­зуются также и основания науки, т.е. идеалы, цели нормы ее иссле­дования. Если идеалами классической физики было точное и одно­значное описание явлений с помощью детерминистических законов механики и электродинамики, то в неклассической физике вследст­вие корпускулярно-волнового дуализма квантовых частиц использу­ются вероятностно-статистические законы. Если в классической фи­зике предполагалось, что точность измерения с развитием измери­тельной техники может безгранично увеличиваться, то в квантовой физике устанавливается определенный предел точности измерения. Согласно принципу неопределенности Гейзенберга, координаты и импульс микрочастицы не могут быть одновременно измерены с высокой степенью точности. Если в классической физике корпус­кулярные и волновые свойства не могут принадлежать одному и тому же объекту, то в квантовой физике все элементарные частицы обладают одновременно корпускулярными и волновыми свойствами (дуализм волны и частицы). Для описания такой новой ситуации Н. Бором был введен особый принцип дополнительности, согласно которому такой дуализм микрообъектов связан с использованием разных приборов для обнаружения корпускулярных и волновых свойств микрообъектов. Эти свойства являются дополнительными друг к другу, поэтому полное представление о них может быть дос­тигнуто только с учетом этой их особенности.

2. Междисциплинарные взаимодействия как фактор революцион­ных преобразований в науке.

В процессе развития науки происходит постоянное взаимодействие между разными научными дисципли­нами, которое находит свое проявление в обмене научными идеями и методами исследования. На первых этапах истории науки такое взаимодействие осуществляется путем переноса парадигмы и науч­ной картины мира наиболее развитой и сформировавшейся науч­ной дисциплины на новые, еще складывающиеся дисциплины. Та­кие процессы имели место в XVII—XVIII вв., когда лидирующей наукой в естествознании была механика. Поэтому ее теоретические принципы, законы и методы исследования — короче, парадигма — стала переноситься на другие немеханические области, начиная от химии и кончая биологией и социологией.

Еще в XVII в. Р. Бойль, опираясь на атомистическую традицию, стал рассматривать химические реакции как результат взаимодейст­вия мельчайших частиц реагирующих веществ, подчиняющихся за­конам механики Ньютона. Но под влиянием опытных данных он вынужден был допустить, что в реакциях разложения, соединения и замещения атомные частицы остаются неизменными.

Позднее А. Лавуазье разработал более ясную концепцию о взаи­модействии химических элементов, которую можно было назвать од­ной из первых химических картин мира. В ней химическими эле­ментами он называет вещества, которые не могут быть подвержены дальнейшему разложению на составные части. Но самым главным отличием его системы от других было обращение к представлению о химическом «сродстве» элементов, которое характеризует их способ­ность вступать в химические реакции. Хотя в системе Лавуазье со­хранялись многие механические представления, тем не менее она учитывала целый ряд особенностей химических элементов и их спо­собности вступать в реакции друг с другом благодаря определенному «сродству» между собой.

Начало научной химии обычно связывают с учением Д. Дальтона, который построил эту науку на понятиях и принципах атомно-молекулярной теории физики. Он рассматривал химические элементы как особые разновидности атомов, обладающие различным атомным весом, а химические реакции — как процесс соединения, разделе­ния и замещения атомов. Такие представления сближаются с со­временными понятиями химического элемента как совокупности атомов определенного вида или их изотопов, а прежнее «сродство» или валентность элементов рассматривают как результат взаимодей­ствия электронных оболочек атомов.

Сложнее обстояло дело с перенесением механистических прин­ципов на живые существа, принципиально отличные от тел неорга­нической природы. Поэтому здесь для объяснения обращались к механистическим представлениям о разнообразных невесомых флюи­дах, которые использовались для объяснения электрических сил. Так, например, предшественник Ч. Дарвина в создании эволюци­онной теории Ж.-Б. Ламарк считал, что в результате взаимодейст­вия электрических флюидов и теплорода в живом организме созда­ется специфический нервный флюид, который обусловливает все его жизненные процессы, поведение, ощущения и действия.

Таким образом, механическая парадигма и картина мира при формировании и становлении новых естественнонаучных дисциплин выступали в качестве важнейшего фактора междисциплинарного воздействия. Даже социально-гуманитарные науки не избежали тако­го влияния, о чем свидетельствуют труды Ж.О. Ламетри, сравнивав­шего человека с машиной, П. Гольбаха, считавшего возможным объяснить общественные процессы с помощью универсальных ме­ханических законов, А. Сен-Симона, полагавшего закон всемирно­го тяготения Ньютона основой новой науки и философии.

В современной науке междисциплинарное взаимодействие чаще всего происходит совсем иначе. Если раньше парадигма и картина мира лидирующей науки, как мы видели, переносилась на только что формирующиеся науки, то теперь каждая наука обладает как собственной парадигмой, так и самостоятельной картиной мира. Поэтому в настоящее время говорят о междисциплинарной парадигме исследования, которая возникает из анализа и синтеза некоторых общих черт и признаков прежних теорий, концепций и частных па­радигм исследования.

В качестве конкретного примера обратимся к истории форми­рования такого междисциплинарного направления исследований, какой стала кибернетика, как общая парадигма управления в тех­нических системах, живых организмах и обществе. В ней наиболее отчетливо виден новый подход к исследованию различных по кон­кретному содержанию систем управления. Хотя отдельные теории управления существовали и в технике, и в биологии, и в социаль­но-экономических науках, тем не менее,  единый, междисциплинарный подход дал возможность раскрыть более глубокие и общие закономерности управления, которые заслонялись массой второсте­пенных деталей при конкретном исследовании частных систем управления.

В рамках кибернетики впервые было ясно показано, что про­цесс управления с самой общей точки зрения можно рассматривать как процесс накопления, передачи и преобразования информации. Само же управление можно отобразить с помощью определенной последовательности алгоритмов, или точных предписаний, посредст­вом которых осуществляется достижение поставленной цели. Вскоре после этого алгоритмы были использованы для решения различных других задач массового характера, например, управления транспорт­ными потоками, технологическими процессами в металлургии и ма­шиностроении, организации снабжения и сбыта продукции, регули­ровании движения и многочисленных других процессов.

Появление быстродействующих компьютеров явилось той необ­ходимой технической базой, с помощью которой можно было обра­батывать разнообразные алгоритмически описанные процессы. Ал­горитмизация и компьютеризация целого ряда производственно-технических, управленческих и других процессов явилась, как из­вестно, одной из составных частей современной научно-технической революции, связавшей воедино новые достижения науки с результа­тами развития техники.