Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Становление постклассической науки.

6.1. Все документы и материалы, оформленные в соответствии с изложенными требованиями, принимаются лично от авторов или их доверенных лиц в Министерстве образования и науки Российской Федерации, на которое возложено организационное обеспечение деятельности Межведомственного совета по присуждению премий Правительства Российской Федерации в области науки и техники, по адресу: 125993, Москва, Тверская ул., д. 11.

6.2. Работы, содержащие сведения, не подлежащие разглашению, направляются в установленном порядке в Министерство образования и науки Российской Федерации.

6.3. Работы, которые оформлены с нарушением указанных требований,
не принимаются или подлежат возврату.

6.4. Представленные материалы авторам не возвращаются.

Телефоны для справок: (8-495) 629-17-09, 629-10-28, 629-49-33, 629-18-18.

Становление постклассической науки.

Формирование новой картины мира в естествознании конца XXв. характеризуют следующие тенденции: физическая редукция, междисциплинарный принцип системности, признание самоорганизации в качестве всеобщего свойства материи и распространение принципа эволюции на все рассматриваемые явления.

Принцип физической редукции в конце XXв. оказался под сомнением в связи с онтологической проблемой сингулярности (как особого состояния Вселенной, для которого нет адекватного физического объяснения и описание которого неизбежно включает временной фактор эволюции), гносеологической проблемы дополнительности теоретического описания явлений, особенно при переходе от макро- к микроявлениям (что поставило под сомнение возможность создания единой унифицированной физической теории) и проблемой самоорганизации.

Дискуссии вокруг квантовой теории и природы квантовых явлений, а также вокруг новой космологии, ставшей уже в первой половине XXв. физической дисциплиной – астрофизикой, ввели в круг фундаментальных проблем, связанных с объяснением явлений микро- и мегамира, понятия, фиксирующие не характерные для классической и неклассической физики принципы целостности и эволюции.

Главная характеристика постнеклассической науки – отказ от универсальности физических понятий, сомнение в полноте физической картины мира. Теория самоорганизации становится основанием для синтеза знаний о природе, а также естественнонаучных и социогуманитарных знаний о человеке и обществе.

Принцип самоорганизации в формировании естественнонаучной картины мира опирается на два положения синергетики:

1. Мир состоит из разномасштабных открытых систем, развитие которых протекает по единому алгоритму, имеющему две фазы: линейную и нелинейную.

2. Эволюция структурных уровней материи определяется фундаментальной способностью материи к самоорганизации. При этом чётко различается равновесное и неравновесное состояние, а также равновесные и неравновесные структуры.

С точки зрения синергетики, в природе преобладают открытые системы, обменивающиеся веществом, энергией, информацией с окружающим миром, абсолютно замкнутых систем нет. В неживой природе рассеивание и преобразование системой поступающей энергии может приводить к упорядоченным структурам. В живой природе обмен веществом, энергией и информацией со средой обитания позволяет эволюционировать системам от простого к сложному, разворачивать программу роста организма из клетки-зародыша.

Общие мировоззренческие основания теоретического описания явлений составляют положение об универсальности согласованных процессов в природе и принцип вероятного детерминизма. Ключевыми понятиями выступают: хаос, порядок, неустойчивость, нелинейность, открытость, флуктуация, бифуркация. Формальное описание эволюции сложной динамической системы и группы систем опирается на представление о фазовом пространстве и математические методы факторного анализа.

Теория самоорганизации выявляет единый алгоритм перехода от менее сложных и неупорядоченных состояний к более сложным и упорядоченным. Ее фундаментальной естественнонаучной базой выступают: физика когерентных (согласованных) процессов (Г.Хакен) и неравновесная термодинамика (И. Пригожин).

Представления, развитые в теории нелинейных динамических систем, отождествляют самоорганизацию со способностью к разнообразному, сложному, но адекватному внешним воздействиям поведению, которое интерпретируется как скачкообразный переход (бифуркация) системы из одного состояния в другое.

По определению Г.Хакена, самоорганизация – спонтанное образование высокоупорядоченных структур из зародышей или даже хаоса, спонтанный переход от неупорядоченного состояния к упорядоченному за счет совместного, кооперативного (синхронного) действия многих подсистем. Упорядоченность возникает через флуктуации, устойчивость – через неустойчивости. Хаотическое состояние содержит в себе неопределенность, вероятность и случайность, которые конкретизируются понятиями информации и энтропии. Фундаментальным понятием в описании процессов самоорганизации становится вероятность.

Синергетическая парадигма определяет новую модель системного исследования и формального описания природных явлений, которая открывает перспективу построения единой науки о закономерностях эволюции сложных систем неорганической и органической природы. Особую роль в этой системной модели играет принцип нелинейности, который разграничивает две фазы в жизни сложной самоорганизующейся системы (два алгоритма развития):

1) линейная фаза представляет собой однонаправленное изменение, которое обнаруживает четкую закономерность, ее можно точно рассчитать и на этой основе дать прогноз будущих состояний системы;

2) нелинейная фаза представляет собой кризисное состояние, которое характеризуется возможностью только вероятного прогноза некоторого множества будущих возможных состояний.

Подчеркивается относительность микро- и макроуровней жизни самоорганизующейся системы. Взаимосвязь уровней играет решающую роль в эволюции системы. Рождение порядка трактуется как рождение коллективных макродвижений (и новых макростепеней свободы) из хаотических движений микроуровня, трансформация которых и выливается в новый порядок. Развивается идея создания теоретической картины эволюционно-исторического развития мирового единства (от Большого Взрыва до образования химических элементов, звезд и планет, и далее - до сложных органических соединений, клетки, экосистем живой природы, вплоть до человека и социума).

Междисциплинарный принцип системности. В становлении междисциплинарной картины мира на основе принципа системности решающее значении сыграло учение В.И.Вернадского о биосфере, в котором ключевое положение занимает трактовка живого вещества как совокупности (единой системы) всех растительных и животных организмов планеты, которая выступает естественным компонентом земной коры, наряду с минералами и горными породами. Живое вещество намного превосходит последние по своей геологической активности.

В качестве основных свойств живого вещества Вернадский выделил: массу, геохимическую энергию и химический состав, - которые в совокупности определяют интенсивность его важнейших геологических функций (газовую, концентрационную, окислительно-восстановительную, метаболическую).

В концепции Вернадского, строение и состав живого вещества представляет собой единство живого и косного, биогенного и абиогенного, живого и мертвого. В структуру живого вещества входят: 1) сами живые организмы, 2) их жизненная среда - та часть косной (абиотической) природы, жидкой, твердой и газообразной, необходимая для поддержания жизнедеятельности организмов; 3) выделения живых организмов (газы, пот, экскременты и т.д.), находящиеся в земной коре; 4) отмершие и отмирающие части организмов, трупы и их остатки на земной поверхности (которые насыщены разнообразными организмами и микроорганизмами, до конца использующими отмершие ткани).

Основные формы существования живого вещества, согласно Вернадскому, представляют собой системные объекты: пленки - в океане, сгущения - в атмосфере, гидросфере и в пограничных областях, разрежения - в атмосфере, в гидросфере (нижние слои некоторых морей, ледяные покровы) и в литосфере (пустыни различных типов, ледники, пески, скалистые обнажения). Разрежения разбросаны среди сгущений живой природы и взаимодействуют с ними. Сгущения одного типа переходят в другие (лес/степь) или происходит видоизменение сгущений (хвойный лес/лиственный лес).

Обоснование возможности и необходимости изучения живых организмов и их сообществ не только в традиционно биологическом плане, но также и как объекта геологии, оказало революционизирующее воздействие на весь комплекс наук о Земле.

Понятие живого вещества, введенное Вернадским, не отменяло традиционную в биологии классификацию видов живой природы, а дополняло ее новым системным содержанием. Если традиционная систематика основывалась на единстве клеточной структуры живого, и строилась структурно, то у Вернадского систематизация живого строится на биогеохимической основе, а его единство обеспечивается обменными процессами в биосфере. Живое вещество проявляет себя на всех уровнях биологической организации и в пределе охватывает всю живую материю Земли.

Согласно системному биокосмическому принципу Вернадского необходимо рассматривать живую природу Земли как целостную систему, взаимодействующую с вещественно-энергетическими процессами, протекающими в земных, околоземных и отдаленных пространствах Космоса. Такое обобщение, вводя новые функциональные системы в виде обменных циклов (биогеоценозов), позволяло рассматривать биосферное единство в его внутренних и внешних взаимосвязях.

Предметом исследования в естествознании становится биосфера как целостная эволюционирующая и поддерживающая себя система, которая характеризуется устойчивостью, взаимосвязью систем и состояний разного уровня, качества и состава. Геологическая роль живого вещества связана с его чрезвычайной активностью. Живое вещество не просто приспосабливается к внешней среде, а само формирует эту среду, преобразуя ее в свою среду обитания. Приспосабливая косную среду к себе, живое вещество создает благоприятные условия для максимального проявления своих геохимических возможностей. Для достижения этого эффекта необходимо, чтобы отношения между организмами и их сообществами характеризовались не только взаимной конкуренцией и борьбой, но также и сотрудничеством и взаимопомощью. В целом биосферное единство в его феноменальной устойчивости характеризуют взаимодополняющие пищевые связи и круговорот живого вещества. Примером геохимической активности живого вещества выступает атмосфера, которая является следствием геохимической деятельности растительного мира, играющего также роль связующего звена живого вещества Земли с Космосом.

Учение о живом веществе и биосфере в настоящее время служат фундаментальными теоретическими основаниями биогеохимии, а также тех уже существующих и вновь возникающих наук о Земле, которые принято называть науками биосферного цикла: биоэкологии, биогеоценологии, экологической биогеографии, биогеология, геогигиены, медицинской экологии, геохимической экологии, морской биологии и др.

Расширением биосферного принципа выступает системно-генетический принцип, который подчеркивает реальность скрытых системных условий, закономерно направляющих динамику самоорганизующейся системы, и их роль в рождении нового порядка. Жизненное пространство, образующее макроуровень жизни системы, очерчено единством системных условий, которые с точки зрения элементов самой системы (микроуровня) воспринимаются как априорные ограничения. Изменение системных макроусловий оказывается эволюционным фактором, требующим кардинальной перестройки системы. Новая структура и ее новые свойства вроде бы не имеют видимых оснований. Такой характер возникновения специфических для новой целостности свойств в истории мысли получил название эмерждентной эволюции. Наглядный пример принципа эмерждентности дает принцип действия калейдоскопа. В этом же ключе развиваются представления о системной детерминации в современной биологии.

Междисциплинарные стратегии исследования в современном естествознании, помимо синергетики представлены линиями: эмерждентного материализма (отрицающего физикализм в объяснении человека и его сознания), системогенеза (или социогенетики), универсального эволюционизма. Их общую основу составляет принцип макродетерминации, утверждающий равноправие двух типов причинных связей: структурных и функциональных. Традиционная схема детерминации целого его структурными элементами дополняется достаточно жесткой детерминацией «сверху» - от возникающего на высоком уровне сложности системного качества. Таким образом, динамика сложной иерархически организованной целостности оказывается дважды детерминированной: структурно («снизу вверх») и функционально («сверху вниз»). Хорошо проясняет суть макродетерминации аналогия с компьютерной программой, формирующей изображения на экране, но не влияющей на базовый физический уровень процессов в системе.

В рамках макродетерминизма распространяется идея информационной (функциональной) причинности, определенной взаимодействием тел и структур. Информационная причинность имеет системный кодовый характер и осуществляется через запуск иерархически построенных программ действия. Наглядным примером служит генетический код, а также наличие инстинктивных программ поведения, отработанных в филогенезе.

Междисциплинарный принцип системности и принцип самоорганизации выступают концептуальным основанием в формировании мировоззренческой позиции глобального эволюционизма, утверждающей всеобщий характер эволюции во Вселенной.

[1] Эллинизм – социокультурное явление поздней античности, содержанием которого является распространение греческой культуры, искусства, науки и философии в Малой Азии и Средиземноморье, связанное с расцветом и падением империи Александра Македонского, затем Римской империи. Афины еще долго оставались центром философских школ, но оформившиеся к этому времени науки нашли более благоприятную почву для своего развития в столицах новых государств, возникших после распада империи Александра.

[2] Этому предшествует учение пифагорейцев и Гераклида Понтийского (4 в. до н.э.), ученика Платона, который искал объяснения странному поведению планет, которые для земного наблюдателя то движутся вперед, то останавливаются, то отступают назад. Если допустить, что все планеты вращаются вокруг Земли, то самым странным образом ведут себя Венера и Меркурий. Они находятся между Землей и Солнцем, но нам вовсе не кажется, что они движутся вокруг Земли. Гераклид объяснил такое поведение вращением этих планет вокруг Солнца, но продолжал утверждать, что Солнце вращается вокруг Земли.

[3] См.: Боннар А. Греческая цивилизация. Книга третья.: От Еврипида до Александрии. Ростов-на-Дону, 1994.

[4] «Альмагест» Клавдия Птолемея был переведен на латинский язык Герардом Кремонским в 1175 г.

[5] Технические изменения сопровождались социальными реформами. Использование тяжелого плуга требовало большой упряжки волов (затем лошадей), возникла необходимость объединения крестьянских семей в общины, высвобождение досуга у крестьян, развитие ремесла и переселение в город. Заимствование стремени у китайцев, стимулировало изобретение более тяжелых доспехов для всадника и его лошади. Для борьбы с таким всадником был изобретен арбалет. Для обеспечения содержания рыцарей была проведена реформа средневекового общества – разделение земли на лены, принадлежащие отдельным рыцарям, которые стали господами.

[6] Только в середине XII в. Западной Европе стал известен весь «Органон». Переводы с греческого на латынь работ Аристотеля «Топика», обе «Аналитики», «Физика», «Метафизика», «О душе» связаны с именем Якова Венецианского и Генриха Аристиппа (из Палермо). Параллельно в Толедо при дворе епископа Раймунда работает группа переводчиков с арабского, в частности, Герард Кремонский.

[7] Предвидя такие последствия, церковь в лице епископа Этьена Тампье в 1277г. осудила всех признавших двойственность истины. Для теологии декрет парижского епископа имел известное значение, но в отношении естественных наук, прежде всего космологии, его значение было ослаблено активным противостоянием доминиканцев, которые благодаря Фоме Аквинскому закрепили авторитет Философа (Аристотеля) и естественного разума на несколько столетий вперед.

[8] Эпоху Возрождения характеризует стихийное самоутверждение человеческой личности в ее творческом отношении ко всему окружающему и к самой себе. См.: Лосев А.Ф. Эстетика Возрождения.

[9] В истории оптики известна как первая камера-обскура. См.: Гуриков В.А. Становление прикладной оптики XV-XIXвв. М.,1983. С.12.

[10] Пантеизм – мировоззренческая позиция, в которой отождествляется Бог и Природа.

[11] Новый метод в математике, который формулирует Н. Кузанский, связан с требованиями: 1) рассматривать конечные математические фигуры «в их влечениях»; 2) переводить конечные фигуры в бесконечные, оставляя формальное определение фигуры; 3) исследовать основания конечных фигур, «доведя их до простого максимума, абсолютно очищенного от всякой фигуры». С этой точки зрения, фигуры (линия, треугольник, сфера) различаются, будучи конечными, но теряют свои различия, становясь бесконечными. См.: Кузанский Н. Избр.филос.соч. М.1937. С. 25, 26, 28.

[12] Коперник Николай (1473-1543) – польский астроном, создатель гелиоцентрической системы мира. Своё учение изложил в труде “Об обращении небесных сфер”(1543), запрещенном католической церковью с 1616 по 1828 гг., уже после смерти Коперника.

[13] Галилей родился в Пизе недалеко от Флоренции, в семье обедневшего дворянина. Став профессором математики Падуанского университета, Галилей развернул активную научно-исследовательскую деятельность в области механики и астрономии. Изобрел зрительную трубу, увеличивающую в 32 раза, которая позволила впервые увидеть пятна на Солнце, кратеры на Луне, спутники Юпитера, бесчисленные скопления звезд, образующих Млечный путь. Ему принадлежит принцип инерции, известный в физике как первый закон механики: тело движется равномерно и прямолинейно, если на него не действуют силы или все действующие силы уравновешены. Из этого принципа следовало представление о системах отсчета, причем в системе отсчета, связанной с телом, согласно принципу инерции невозможно различить состояние покоя и равномерного движения. Поэтому трудно обнаружить равномерное и прямолинейное движение Земли на самой Земле.

[14] Свои идеи Галилей изложил в сочинении «Диалог о двух главнейших системах мира – Птолемеевой и Коперниковой» (1632), которое послужило поводом для обвинения его в ереси. Католическая церковь терпела воззрения ученых, признававших систему Коперника в качестве гипотезы, полагая, что доказать ее невозможно. Но когда Галилей представил доказательства гелиоцентрической системы, Римская церковь приняла решение запретить распространение идей Коперника, внеся его труды в «Список запрещенных книг» (1616). Галилей активно защищал гелиоцентрическую систему мира, за что в 1633г. предстал перед судом инквизиции, вынудившей его публично отречься от учения Н.Коперника. До конца жизни Галилей считался «узником инквизиции» и принужден был жить на своей вилле близ Флоренции. Лишь в 1992г. папа Иоганн Павел II объявил решение суда инквизиции ошибочным и реабилитировал Галилея.

[15] Пьер Симон Лаплас родился в семье нормандского крестьянина, стал членом Парижской Академии наук в 1785г. Своими открытиями в области теоретической астрономии, математики и физики сыграл выдающуюся роль в развитии естествознания.