Бондарев В. Концепции современного естествознания

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 3 ИСТОРИЯ НАУКИ И ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
§ 3.1. История естествознания и модели развития науки
Подходы к изучению истории естествознания

Естественно-научную картину мира нельзя понять, не проследив ее истории и путей ее формирования. Систематические историко-научные исследования начались только в XIX в. Одной из первых в рамках истории науки решалась задача хронологической систематизации успехов различных отраслей науки. К настоящему времени созданы обширные исторические обзоры достижений практически во всех областях знания, в первую очередь различных отраслей естествознания.
Несколько позже сформировалась другая группа историко-научных задач, которая фокусировала внимание на описании механизма развития научных идей и проблем, следуя высказыванию А. Эйнштейна, что история науки — это не драма людей, а драма идей. При этом реконструировались основные традиции, темы и проблемы, характерные для той или иной дисциплины, и демонстрировалось постоянное обновление научных идей. В дальнейшем усилилось внимание к «человеческому элементу» научной деятельности и основной задачей стало воссоздание социокультурного и мировоззренческого контекстов творчества ученых, анализ традиций научных сообществ различных эпох и регионов, реконструкция внешнего окружения, которое способствует или тормозит развитие научных идей, теорий, подходов.
В соответствии с представленными подходами поиск ответа на вопрос «как это было?» осуществляется несколькими путями [34]:
◊ составление хронологической шкалы достижений в различных научных дисциплинах с демонстрацией неуклонного роста знаний, начиная с древности и до наших дней;
◊ реконструкция хода мысли, особенностей рассуждений и доказательств ученых прошлых времен, полемика с идеями предшественников и современников;
◊ определение социального и культурного контекстов, в которых происходили те или иные события в развитии познания, а также внешних условий и факторов, под влиянием которых формировалось мировоззрение ученого, его судьба в социокультурной обстановке его времени.
В настоящее время обсуждаются две традиции изучения истории науки: презентизм - стремление рассказать о прошлом языком современности и антикваризм - желание восстановить картины прошлого в их внутренней целостности, без отсылок к современности. Обе традиции имеют свои положительные и отрицательные стороны; обращения и к той, и к другой вызывают определенные проблемы.
Противоречия, возникающие с интерпретацией исторических событий, можно показать на примере анализа сущности деятельности X. Колумба [34]. Так, известно, что Колумб первый пересек Атлантический океан в субтропической и тропической полосе северного полушария и первый из европейцев плавал в американском Средиземном (Карибском) море. В период с 1492 по 1504 г. он успел совершить четыре путешествия. Колумб искал морской путь в Западную Индию, и, как ему самому казалось, он нашел этот путь.
Собственно название «Америка» впервые появилось в 1507 г. в книге М. Вальдземюллера. По его мнению, открытие нового материка принадлежало А. Веспуччи, который этот материк впервые подробно описал. При этом для Вальдземюллера, как и для других географов начала XVI в., Колумб и Веспуччи открывали новые земли в различных частях света: Веспуччи открыл и исследовал новые земли Америки, а Колумб - неизвестные земли Азии.
Укоренившееся в нашем сознании суждение о том, что Колумб открыл Америку, можно считать презентистским, поскольку верно относительно современных представлений о карте Земли. Антикваристская точка зрения заключается в том, что Колумб открыл «Западную Индию»; это суждение неверно относительно современного уровня знаний, однако оно адекватно описывает реальность исторического прошлого.
Таким образом, если мы анализируем сам путь Колумба, который некоторым образом перемещался в пространстве, то следует нанести на современную карту его маршрут и точно узнать, где он побывал. Но если мы интересуемся социально-культурным контекстом открытий Колумба как реального исторического лица, ставящего перед собой определенные цели, совершающего конкретные поступки и осмысливающего полученные результаты, то целесообразно обратиться к антикваристской реконструкции и, следовательно, отказаться от изображения маршрута XV в. на современной карте.
Другим примером не простого соотнесения презентизма и антикваризма в реконструкции исторического прошлого может быть анализ представлений алхимиков XIII—XV вв. Так, не совсем понятно, можно ли утверждать, что исследователи того времени считали высказывание «поваренная соль растворима в воде» имеющим смысл. Известно, что в то время пищу подсаливали, однако, согласно взглядам, распространенным в XV в., поваренная соль не NaCl и вода - не соединение Н2О, а особое жидкое состояние вещества. Поэтому растворить вещество означало превратить его в воду.
Еще один пример привел Т. Кун [17]. Он показал, что невозможно просто перевести термин «флогистированный воздух» как «кислород», а «дефлогистированный воздух» - как атмосферу, из которой кислород удален. Слово «флогистон» не имеет уловимого для нас сегодня предметного отнесения к реальности, потому что за ним стоит вера в существование особой субстанции; эту веру современный исследователь не только не разделяет, но и не может в себе воссоздать.
Таким образом, изучая историю науки, нельзя вступить в прямой контакт с прошлым. Носители современной культуры сталкиваются с необходимостью описать действия исследователей прошлого, которые были осуществлены в рамках иной культуры, т.е. возникает проблема понимания прошлого. По аналогии с принципом неопределенности В. Гейзенберга, сформулированным для квантово-механических систем, в историко-научном исследовании был сформулирован принцип, в соответствии с которым можно преодолеть противоречия в интерпретации истории науки, возникающие в рамках презентизма и антикваризма, если принять, что в этих ситуациях действует принцип дополнительности, позволяющий уточнить процедуру историко-научного анализа. При этом необходимо описать традиции, в рамках которых действовал интересующий нас исследователь, а также зафиксировать содержание действия. Тогда можно сказать, что презентизм понимает прошлое, а антикваризм объясняет его. Историко-научная реконструкция предполагает и то, и другое.
Еще одной проблемой, рассматриваемой в связи с развитием научного знания, является его унаследованностъ. В современной науке живут идеи, выдвинутые Аристотелем, Пифагором, Платоном, И. Кеплером и многими другими учеными прошлого. Эти идеи переосмысляются, меняются, но сохраняют свое интеллектуальное значение. Более того, чем глубже идея, тем более она обогащается со временем все новыми значениями, новыми смыслами. Великие идеи прошлого как бы перерастают то, чем они были в эпоху своего создания. Развитие научных знаний выводит научные открытия и результаты за рамки узких предметных интерпретаций. Например, современники не могли до конца оценить величие идей И. Ньютона. Идеи Ч. Дарвина широко обсуждались уже при жизни автора, но он не мог подозревать, что схема «естественного отбора» станет общей схемой мышления, выйдет далеко за рамки биологии и будет присутствовать в трудах по кибернетике и теории познания.
Таким образом, развитие знаний - это исторический процесс, когда существующие системы знаний постоянно перекраиваются, перестраиваются, одни разделы исключаются, а вписываются другие, часто заимствованные из далеких отраслей знания. Более того, перед взором каждого исследователя стоят образцы действия ученых прошлого и настоящего, т.е. в своем историческом развитии наука опирается на прошлые достижения, иногда меняя их содержание почти до неузнаваемости.
Еще одной характерной чертой развития естествознания является сложное сочетание процессов дифференциации и интеграции научного знания. С одной стороны, накопление большого фактического и теоретического материала обусловило появление все большего количества самостоятельных естественно-научных дисциплин (дифференциация научного знания) со своими специфическими задачами и методами исследования.
В результате процесса дифференциации уточняются научные понятия, устанавливаются новые естественно-научные принципы, законы и закономерности, происходит детализация научных проблем. Чем глубже проникает естествознание в суть деталей, тем лучше оно вскрывает природные связи.
С другой стороны, объект естествознания един, поэтому между отдельными естественно-научными дисциплинами постоянно возникали и возникают многочисленные междисциплинарные связи (интеграция научного знания). Например, невозможно представить современную геологию, биологию или географию, не использующую физические и химические методы исследования вещества. Взаимодействие разных наук привело к возникновению таких смежных дисциплин, как биофизика, геохимия ландшафта, физическая химия и др. Интеграция научного знания проявляется в большом количестве процессов внутри науки -в организации междисциплинарных исследований, в разработке и использовании универсальных методов, концепций и т.д. Благодаря процессу интеграции наука вскрывает общие связи и, следовательно, лучше уясняет суть деталей.
Анализ исторических путей развития естествознания должен опираться на представления о том, как происходило это развитие. В настоящее время получили распространение три основные модели исторических реконструкций науки вообще и естествознания в частности [34]: 1) как кумулятивного, поступательного, прогрессивного процесса; 2) как процесса развития посредством научных революций; 3) как совокупности индивидуальных, частных ситуаций (так называемых «кейс стадис»). Возникнув в разное время, эти три модели сосуществуют в современном анализе истории науки.

Кумулятивная модель развития науки

Объективной основой для возникновения кумулятивистской модели развития науки стал факт накопления знаний в процессе научной деятельности. Основные положения этой модели можно сформулировать следующим образом. Каждый последующий шаг в науке можно сделать, лишь опираясь на предыдущие достижения. При этом новое знание всегда совершеннее старого, оно более точно, более адекватно воспроизводит действительность, поэтому все предыдущее развитие науки можно рассматривать как предысторию, как подготовку современного состояния. Значение имеют только те элементы научного знания, которые соответствуют современным научным теориям. Идеи и принципы, от которых современная наука отказалась, являются ошибочными и представляют собой заблуждения, недоразумения и уход в сторону от основного пути ее развития.
Возникновение кумулятивной модели связано с большой популярностью в методологии науки XIX в. закона трех стадий О. Конто. Он считал, что этому закону подчиняется развитие неорганического и органического мира, а также человеческого общества, в том числе и развитие научного знания. Закон трех стадий Конта предполагает наличие трех стадий в развитии как науки в целом, так и каждой дисциплины и даже каждой научной идеи: теологической (религиозной), метафизической (философской), позитивной (научной). В теологическом состоянии человеческий дух, направляя свои исследования на внутреннюю природу вещей, считает причиной явлений сверхъестественные факторы. В метафизическом состоянии сверхъестественные факторы заменяются абстрактными силами или сущностями. Наконец, в позитивном состоянии человеческий дух познает невозможность достижения абсолютных знаний, отказывается от исследования происхождения и назначения существующего мира и от познания внутренних причин явлений и стремится, комбинируя рассуждение и наблюдение, к познанию действительных законов явлений, т.е. их неизменных отношений последовательности и подобия.
По мнению Г. Спенсера, развивавшего идеи Конта, в процессе развития науки меняется лишь степень общности выдвигаемых концепций, которая зависит от широты обобщений, возрастающей по мере накопления опыта. По его мнению, прерывность в науке обусловлена прежде всего актами творчества, появлением нового знания, не похожего на старое, но которое надо каким-то образом вывести из старого, чтобы сохранить непрерывность развития. Появление принципиально нового знания, возникновение фундаментально новой теории в развитии науки характеризуются скорее философским, чем естественно-научным типом мышления. Спенсер выводил за пределы науки всякое философствование, что делало историю науки плавной, непрерывной, т.е. кумулятивной.
В рамках кумулятивной модели ставились задачи обнаружения законов исторического развития, поскольку, в представлениях ученых того времени, история должна быть такой же точной теоретической наукой, как механика или астрономия. Поэтому Э. Мах формулирует «принцип непрерывности», который позволяет ему включить научное открытие в непрерывный ряд развития. По мысли Маха, ученый должен отыскивать в явлениях природы единообразие, т.е. должен представлять новые факты таким образом, чтобы они отвечали уже известным законам. По Маху, научное открытие состоит в том, чтобы представить неизвестное, непонятное явление или факт действительности как подобное уже чему-то известному и как подчиняющееся тому же правилу или закону, что и это известное.
Большой вклад в развитие кумулятивной модели внес П. Дюгем, который выдвинул идею непрерывного развития науки, опирающуюся на отделение науки от философии. По его воззрениям, все катаклизмы, споры, дискуссии, трансформации следует вывести за пределы истории науки. Поднимая проблему научного открытия как некоторого скачка, он полагал, что при всей бесспорности крупных сдвигов и переворотов в истории науки их надо свести к постепенности, непрерывности, для того чтобы включить в какую-то историко-научную реконструкцию. В связи с этим Дюгем выдвинул идею абсолютной непрерывности и кумулятивности развития науки. Результатом развития этой идеи явилась, в частности, «реабилитация» Дюгемом средних веков. Он убедительно показал огромное значение средневековой науки для формирования науки Нового времени. В его трудах Средневековье не было мрачной эпохой, периодом, когда отсутствовало всякое более или менее разумное научное размышление.

Научные революции в истории науки

В середине XX в. исторический анализ науки стал опираться на идеи прерывности, особенности, уникальности, революционности. При этом указывалось, что межреволюционные периоды в развитии науки, изучение которых достигло хороших результатов, трудно понять без интерпретации научных революций. Более того, было осознано, что от такой интерпретации зависит понимание самих кумулятивных периодов.
Одним из пионеров внедрения этих представлений в историческое исследование науки считается А. Каире. Так, период XVI—XVII вв. он рассматривает как время фундаментальных революционных трансформаций в истории научной мысли. Изучая этот период, Койре пришел к выводу, что европейский разум осуществил тогда очень глубокую умственную революцию, которая модифицировала сами основы и даже структуру научной мысли. Койре показал, что научная революция - это переход от одной научной теории к другой, в ходе которой изменяется не только скорость, но и направление развития науки.
В настоящее время широкое распространение получило несколько концепций революционного развития науки. Наиболее известная модель предложена Т. Куном [17]. Центральным понятием его модели стало понятие «парадигма», т.е. признанные всеми научные достижения, которые в течение какого-то времени дают научному сообществу модель постановки проблем и их решений. Развитие научного знания в рамках определенной парадигмы называют «нормальная наука». После некоторого момента парадигма перестает удовлетворять научное сообщество, и тогда ее сменяет другая — происходит научная революция. По представлениям Куна, выбор новой парадигмы является случайным событием, так как есть несколько возможных направлений развития науки, и какое из них будет выбрано - дело случая. Более того, переход от одной научной парадигмы к другой он сравнивал с обращением людей в новую веру: и в том, и в другом случае мир привычных объектов предстает в совершенно ином свете в результате пересмотра исходных объяснительных принципов. Научная деятельность в межреволюционные периоды исключает элементы творчества, и творчество выводится на периферию науки или за ее пределы. Кун рассматривает научное творчество как яркие, исключительные, редкие вспышки, определяющие все последующее развитие науки, в ходе которого добытое ранее знание в форме парадигмы обосновывается, расширяется, подтверждается.
В соответствии с концепцией Куна новая парадигма утверждается в структуре научного знания последующей работой в ее русле. Показательным примером такого типа развития является теория К. Птолемея о движении планет вокруг неподвижной Земли, позволявшая предвычислить их положение на небе. Для объяснения вновь обнаруживаемых фактов в этой теории постоянно увеличивалось число эпициклов, вследствие чего теория стала крайне громоздкой и сложной, что в конечном счете привело к отказу от нее и принятию теории Н. Коперника.
Другая модель развития науки, получившая широкое признание, предложена И. Лакатосом [18, 31] и названа «методология научно-исследовательских программ». По мысли Лакатоса, развитие науки обусловлено постоянной конкуренцией научно-исследовательских программ. Сами программы имеют определенную структуру. Во-первых, «жесткое ядро» программы, которое включает неопровержимые для сторонников данной программы исходные положения. Во-вторых, «негативная эвристика», являющаяся, по сути дела, «защитным поясом» ядра программы и состоящая из вспомогательных гипотез и допущений, снимающих противоречия с фактами, которые не укладываются в рамки положений жесткого ядра. В рамках этой части программы строится вспомогательная теория или закон, который мог бы позволить перейти от него к представлениям жесткого ядра, а положения самого жесткого ядра подвергаются сомнению в последнюю очередь. В-третьих, «позитивная эвристика», которая представляет собой правила, указывающие, какой путь надо выбирать и как по нему идти, для того чтобы научно-исследовательская программа развивалась и становилась наиболее универсальной. Устойчивость развитию науки придает именно позитивная эвристика. При ее исчерпании происходит смена программы, т.е. научная революция. В связи с этим в любой программе выделяются две стадии: вначале программа является прогрессирующей, ее теоретический рост предвосхищает ее эмпирический рост и программа с достаточной долей вероятности предсказывает новые факты; на более поздних стадиях программа становится регрессирующей, ее теоретический рост отстает от ее эмпирического и она может объяснять либо случайные открытия, либо факты, которые были открыты конкурирующей программой. Следовательно, главным источником развития выступает конкуренция исследовательских программ, которая обеспечивает непрерывный рост научного знания.
Лакатос в отличие от Куна не считает, что возникшая в ходе революции научно-исследовательская программа является завершенной и вполне оформившейся. Положительная эвристика программы определяет проблемы, подлежащие решению, а также предсказывает аномалии и превращает их в подтверждающие примеры. Развитие, совершенствование программы в послереволюционный период - необходимое условие научного прогресса. Поэтому, говорит Лакатос, деятельность ученого в межреволюционные периоды носит творческий характер. Даже в ходе доказательства, обоснования знания, полученного в ходе последней более или менее значительной революции, это знание трансформируется.
Еще одно отличие этих концепций заключается в следующем. По Куну, все новые и новые подтверждения парадигмы, получающиеся в ходе решения очередных задач-головоломок, укрепляют безусловную веру в парадигму — веру, на которой держится вся нормальная деятельность членов научного сообщества. Лакатос утверждает, что процедура доказательства истинности первоначального варианта исследовательской программы приводит не к вере в нее, а к сомнению, порождает потребность перестроить, усовершенствовать, сделать явными скрытые в ней возможности, т.е. революционная научно-исследовательская деятельность не является прямой противоположностью деятельности ученого в межреволюционные периоды. Поскольку в ходе революции создается лишь первоначальный проект новой научно-исследовательской программы, то работа по ее окончательному формированию продолжается весь послереволюционный период.
В настоящее время мало кто сомневается в существовании научных революций. Однако нет единого мнения о том, что такое «научная революция». Часто ее трактуют как ускоренную эволюцию, т.е. некая теория модифицируется, но не опровергается.
К. Поппер предложил концепцию перманентной революции [26]. Согласно его представлениям, любая теория рано или поздно фальсифицируется, т.е. находятся факты, которые полностью ее опровергают. В результате этого появляются новые проблемы, а движение от одних проблем к другим определяет прогресс науки.
По представлениям M.А. Розова, выделяются три типа научных революций [30, 34]: 1) построение новых фундаментальных теорий. Этот тип, собственно говоря, совпадает с научными революциям Куна; 2) научные революции, обусловленные внедрением новых методов исследования, например появление микроскопа в биологии, оптического и радиотелескопов в астрономии, изотопных методов определения возраста в геологии и т.д.; 3) открытие новых «миров». Этот тип революций ассоциируется с Великими географическими открытиями, обнаружением миров микроорганизмов и вирусов, мира атомов, молекул, элементарных частиц и т.д.
К концу XX в. представление о научных революциях сильно трансформировалось. Постепенно перестают рассматривать разрушительную функцию научной революции. В качестве наиболее важной выдвигают созидательную функцию, возникновение нового знания без разрушения старого. При этом предполагается, что прошлое знание не утрачивает своего своеобразия и не поглощается актуальным знанием.

«Кейс стадис» как метод исследования

В 1970-е гг. большую популярность приобретает модель «кейс стадис» (ситуационного исследования). Здесь подчеркивается прежде всего необходимость остановить внимание на отдельном событии из истории науки, которое произошло в определенном месте и в определенное время. «Кейс стадис» - это как бы пересечение всех возможных траекторий истории науки, сфокусированных в одной точке с целью рассмотреть и реконструировать одно событие из истории науки в его целостности, уникальности и невоспроизводимости [34]. В «кейс стадис» ставится задача понять прошлое событие не дак вписывающееся в единый ряд развития, не как обладающее какими-то общими с другими событиями чертами, а как неповторимое и невоспроизводимое в других условиях.
Такого рода исследования представлены в научной литературе. Например, Р. Телнер в статье «Логические и психологические аспекты открытия циркуляции крови» пишет, что научное открытие следует изображать как историческое событие, в котором смешались идеи, содержание и цели предшествующей науки, а также культурные и социальные условия того времени, когда открытие было сделано. По его мнению, только такое исследование может дать информацию о новом аспекте научного открытия, описать, как развивался новый взгляд, каким путем и какими средствами он вошел в историю или почему не вошел. Еще одной иллюстрацией метода «кейс стадис» может служить статья Т. Пинча (1985), где он рассматривает два эпизода из истории науки: определение в 1967 г. солнечных нейтрино и измерение тогда же сплющенности Солнца. По Пинчу, предметом «кейс стадис» становится непосредственная научная практика, выраженная в анализе эпизодов научного диспута, эпизодов жизнедеятельности отдельных лабораторий, научных коллективов. Индивидуальные случаи наблюдения можно связать с более широкими интересами и ресурсами других групп ученых, включенных в научную практику.
Исследования в стиле «кейс стадис» сосредоточены на самом событии, по возможности целостном и неповторимом. Такое событие несет в себе некоторые симптомы переломных, поворотных моментов в истории науки; оно оказывается легкообозримым и точно определяемым перекрестком разных направлений историко-научного поиска, будь то анализ процесса творчества, социальных условий, соотношения общества и собственно научного сообщества, структуры научного знания и т.д. Для «кейс стадис» важно, что в качестве целостного и уникального выбирается событие, малое по объему. Здесь изучаются локализованные события, такие, как отдельный текст, научный диспут, материалы конференции, научное открытие в определенном научном коллективе и т.д. Особое значение для «кейс стадис» приобретает возможность представить исторические события как некую «воронку», в которую втягиваются и предшествующие, и последующие события.
«Кейс стадис» в их сегодняшнем состоянии - лишь начало процесса обращения историков науки к исходным элементарным составляющим предмета исторического анализа как некоторому средоточию всеобщности. Элементарное событие не приобщается к некоторому всеобщему, находящемуся вне его, а, наоборот, это всеобщее обнаруживается в нем самом и через общение с другим особенным событием.

§ 3.2. Традиции и новации в истории естествознания

Традиции в истории естествознания

В процессе развития естествознания традиции и новации выполняют свои специфические функции. Традиции образуют «скелет» естествознания, который определяет характер деятельности ученого [34]. Т. Кун первый рассмотрел традиции как центральный объект при анализе науки в целом. Он назвал парадигмой прошлые достижения, лежащие в основе такой традиции. Чаще всего речь идет о некоторой достаточно общепринятой теоретической концепции (система Коперника, механика Ньютона и т.п.).
В научном познании обычно приходится сталкиваться не с одной или несколькими традициями, а со сложным их многообразием. Традиции различаются и по содержанию, и по функциям в составе науки, и по способу своего существования. Они могут существовать в виде текстов (вербальные), в форме неявного знания (невербальные); последние передаются от учителя к ученику или от поколения к поколению на уровне непосредственной демонстрации образцов.
Любое знание функционирует двояким образом [34]. Во-первых, оно фиксирует некоторый способ практических или познавательных действий, производственные операции или методы расчета и в этих случаях выступает как вербализованная традиция. Во-вторых, как неявное знание оно задает образец продукта, к получению которого надо стремиться. В простейшем случае речь идет о постановке вопросов. Так, знание формы и размеров окружающих нас предметов породило вопрос о форме и размерах Земли, а знание расстояний между земными ориентирами позволило поставить вопрос о расстоянии от Земли до Луны и до звезд.
Традиции могут быть явными и неявными. Противопоставление явных и неявных традиций дает возможность понять различие между научными школами (явные традиции) и научными направлениями (неявные традиции). Развитие научного направления может быть связано с именем крупного ученого, но в отличие от научной школы оно не предполагает обязательных постоянных личных контактов людей, работающих в рамках этого направления. В научной школе контакты необходимы, так как большое значение имеет опыт, непосредственно передаваемый от учителя к ученику, от одного члена сообщества к другому.
Неявные традиции отличаются друг от друга не только по содержанию, но и по механизму своего воспроизведения. В основе их могут лежать как образцы действий, так и образцы продуктов. Например, очевидно, что есть разница между демонстрацией технологии производства некоего продукта и показом готового продукта с предложением сделать такой же.
Еще одним основанием для разделения традиций может служить их роль в системе науки. Одни традиции задают способы получения новых знаний (инструкции, задающие методику проведения исследований, образцы решенных задач, описания экспериментов и т.д.), а другие - принципы их организации (образцы учебных курсов, классификационные системы, лежащие в основе разделения научных дисциплин, категориальные модели действительности, определяющие рубрикацию при организации знаний, определение предмета тех или иных дисциплин). Вероятно, ни одна наука не имеет оснований считать себя окончательно сформировавшейся, пока не появились обзоры или учебные курсы, т.е. пока не заданы традиции организации знания.
Незнание и неведение
Новации могут состоять в постановке новых проблем, в построении новой классификации или периодизации, в разработке новых экспериментальных методов исследования, обнаружении новых явлений и т.д. Все новации можно разделить на преднамеренные и непреднамеренные. Первые возникают как результат целенаправленной деятельности и происходят в рамках парадигмы, вторые возникают только как побочный результат и ведут к изменению парадигмы. Это деление можно уточнить, противопоставив незнание и неведение [34].
Под незнанием подразумевается то, что может быть выражено в виде «Я не знаю того-то». Так, можно не знать химического состава какого-либо вещества, расстояния между какими-то городами, причины каких-нибудь явлений и т.д. Во всех этих случаях можно поставить вполне конкретный вопрос или сформулировать задачу выяснения того, чего мы не знаем. Незнание — это область нашего целеполагания, область планирования нашей познавательной деятельности.
Сфера неведения — это все, что в принципе не может быть выражено подобным образом, просто не существует в нашем сознании как нечто определенное. В отличие от незнания неведение не может быть зафиксировано в форме конкретного утверждения типа: «Я не знаю того-то». Очевидно, что невозможен целенаправленный поиск неизвестных или, точнее, неведомых явлений. Неведение открывается только как побочный результат. Так, после открытия Австралии правомерно было поставить вопрос о животных, которые ее населяют; это составляло сферу незнания. Но тогда было невозможно поставить вопрос о том, в течение какого времени кенгуру носит в сумке своего детеныша, так как не было знания о существовании на Земле сумчатых животных.
Сопоставление незнания и неведения позволяет уточнить понятия открытия и обнаружения. Так, можно сказать, что наука открыла сумчатых животных. Открытия подобного рода часто знаменуют собой переворот в науке, но от неведения к знанию нет рационального, целенаправленного пути. Про И.Г. Галле можно сказать, что он обнаружил, а не открыл планету Нептун, так как эта планета была теоретически предсказана УЖ. Леверье1 на основании возмущений орбиты Урана. Специфической особенностью открытий является то, что на них нельзя выйти с помощью постановки соответствующих вопросов, ибо существующий уровень развития науки и культуры не дает оснований для вопроса. Принципиальную невозможность постановки того или иного вопроса следует отличать от его постановки нетрадиционных вопросов в рамках той или иной науки или культуры в целом.
Приведенные примеры относятся к сфере эмпирического исследования. На уровне теории также открывают новые явления; например, П. Дирак теоретически открыл позитрон. Однако обычно говорят, что теории не обнаруживают и не открывают, а их строят или формулируют. Здесь происходит переход из сферы обнаружений и открытий в сферу проектов и их реализации.
Проекты можно строить путем переноса образцов из одной области знания в другую или с помощью оригинальных идей, не имеющих прямых аналогов.
Путем переноса образцов В. Дэвисом была построена теория эрозионных циклов, которая сыграла огромную роль в развитии как геоморфологии (науке о рельефе земной поверхности), так и всей физической географии [7]. Согласно этой теории, все разнообразные формы рельефа образуются под воздействием двух основных факторов - тектонических поднятий суши и обратно направленных процессов эрозии. Образцом для Дэвиса служила концепция Ч. Дарвина о развитии коралловых островов, т.е. одна теория строилась по образцу другой. Так, у Дарвина все определяется соотношением двух процессов: медленного опускания морского дна и роста кораллов; у Дэвиса также два процесса - поднятие суши и процесс эрозионного воздействия текучих вод на возвышенный участок. В обеих теориях два фактора, находясь как бы в противоборстве друг с другом, определяют тем самым стадию развития объекта. В теории Дарвина вследствие опускания суши на поверхности океана остается лишь коралловая постройка -атолл, в теории Дэвиса следствием эрозии является почти плоская равнина — пенеплен. Следовательно, один и тот же принцип построения модели использован при изучении разных явлений.
Заметим, что общая идея, лежащая в основе теории образования коралловых островов, принадлежит не Дарвину. Путешествуя на «Бигле», он возил с собой книгу Ч. Лайеля «Принципы геологии», где даже на переплет было вынесено вошедшее потом во многие учебники изображение колонн храма Юпитера-Сераписа со следами поднятий и погружений.
Приведем еще несколько примеров [35]. Выдающийся отечественный естествоиспытатель и почвовед В.В. Докучаев создал, как считается, новый оригинальный проект, не имевший в то время прямого аналога. Однако создал как побочный результат. Предполагают, что восприятию почвы как специфического естественного тела природы способствовало то, что Докучаев пришел в почвоведение как геолог. Иными словами, первоначально Докучаев работает в рамках сложившихся традиций, но полученный им результат, показывающий, что почва есть продукт совокупного действия ряда природных факторов, оказывается образцом, или проектом, нового подхода в науках о Земле.
Нередко ученый, пришедший из одной области науки в другую и не связанный традициями этой области науки, делает то, что не могли сделать до него, поскольку использует методы и подходы, которые помогают по-новому поставить и решить проблемы. Например, Л. Пастер как химик владел экспериментальным методом; осваивая новую для себя область знания, он применял известные ему методы и приемы работы и во многом благодаря этому стал основоположником микробиологии и иммунологии. Еще один пример - деятельность А. Вегенера. Он получил докторскую степень по астрономии, затем занимался метеорологией, а итогом его деятельности стало учение о дрейфе континентов. Вегенер как ученый не связывал себя границами той или иной дисциплины, поэтому ему удалось привнести полипредметность в обсуждение проблемы перемещения материков, используя данные палеонтологии, стратиграфии, палеоклиматологии, тектоники и т.д.
По основанию незнания и неведения можно разделить все фундаментальные открытия на два класса. К первому классу - открытия на основании незнания - можно отнести уже представленное выше открытие планеты Нептун У.Ж. Леверье и Дж. К. Адамсом - большое событие в естествознании. К нему ученые пришли следующим образом. Сначала были рассчитаны траектории планет. Потом выяснилось, что они не совпадают с наблюдаемыми. Это подтолкнуло к предположению о существовании новой планеты. Последний этап - обнаружение планеты в телескоп в соответствующей точке пространства. Это открытие можно отнести к открытиям на основании незнания, поскольку оно было совершено на фундаменте уже разработанной небесной механики.
Следовательно, такие задачи обычно относятся к четко определенной предметной области. При их решении можно ясно представить себе, где именно следует искать ответ, хотя к задачам данного класса необязательно подходить со стандартным алгоритмом. Обычно здесь требуется глубокое понимание специфики рассматриваемых объектов, развитая профессиональная интуиция.
Фундаментальные открытия второго класса построены на основании неведения. Проблем, приведших к такого рода открытиям, в естествознании возникало не так уж и много, но их решения всякий раз означали огромный прогресс в развитии естествознания, науки и культуры в целом. Это такие фундаментальные научные теории и концепции, как гелиоцентрическая теория Н. Коперника, классическая механика И. Ньютона, генетика Г. Менделя, теория эволюции Ч. Дарвина, теория относительности А. Эйнштейна, квантовая механика.

Психологический контекст открытий

Говоря о психологическом контексте открытий этих двух классов, можно предположить, что он одинаков [34]. Самым приблизительным образом его можно характеризовать как непосредственное видение, открытие в полном смысле этого слова. По мнению Р. Декарта, исследователь как бы «вдруг» видит, что проблему нужно рассматривать именно так, а не иначе. Но открытие никогда не бывает мгновенным. Обычно сначала присутствует некое ощущение идеи. Потом она проясняется путем выведения из нее следствий, которые, как правило, уточняют идею. Затем из новой модификации выводятся новые следствия и т.д.
Выдвижение новых фундаментальных принципов всегда связывалось с деятельностью гениев, с озарением, с какими-то тайными характеристиками человеческой психики. Обращаясь к истории естествознания, мы видим, что такого рода открытия действительно осуществляются незаурядными людьми. Обратим внимание на тот факт, что многие открытия делали независимо друг от друга несколько ученых практически в одно время. Так, Ч. Дарвин впервые обнародовал свои идеи об эволюции видов в докладе, прочитанном в 1858 г. на заседании Линнеевского общества в Лондоне; на этом же заседании выступил и А.Р. Уоллес с изложением результатов исследований, которые по существу совпадали с дарвиновскими. Специальная теория относительности носит, как известно, имя А. Эйнштейна, который изложил ее принципы в 1905 г. Но в том же 1905 г. к подобным выводам пришел А. Пуанкаре. Совершенно удивительно «переоткрытие» менделевской генетики в 1900 г. одновременно и независимо друг от друга Э. Чермаком, К. Корренсом и X. Де Фризом. В истории естествознания можно найти множество похожих ситуаций. Таким образом, имеется историческая обусловленность фундаментальных открытий, что приводит к почти одновременному их открытию разными учеными.
Иногда фундаментальные открытия самими учеными и их современниками трактуются как решения частных задач и не связываются с фундаментальными проблемами. Например, Н. Коперник создал свою теорию в связи с тем, что в исследованиях были обнаружены несоответствия наблюдений и предсказаний на базе птолемеевской геоцентрической системы, т.е. возник конфликт между новыми данными и старой теорией. Но как показывает более глубокий анализ, Коперник убедился, что два фундаментальных мировоззренческих принципа его времени — принцип движения небесных тел по кругам и принцип простоты природы - явно не реализуются в астрономии. Решение этой фундаментальной проблемы привело его к великому открытию. Поэтому следует признать, что в общем случае фундаментальные открытия всегда связаны с решением фундаментальных проблем, т.е. таких, которые касаются наиболее общих представлений о действительности, ее познании, о системе ценностей, руководящей нашим поведением.

§ 3.3. Этапы становления современного естествознания

Этапы изменения характера науки

Современное естествознание состоит из большого количества дисциплин, причем некоторые естественно-научные дисциплины появились в античности или даже еще раньше (например, астрономия и география), другие возникли в Новое время (классическая механика), а третьи - уже в XIX в. (статистическая физика, электродинамика, физическая химия); наконец, часть дисциплин сформировалась совсем недавно (кибернетика, молекулярная генетика и т.д.). В современной литературе ведется спор о времени возникновения науки [34]. Вероятно, было бы полезно говорить не о том или ином рубеже, на котором возникла «настоящая» наука, а об этапах изменения функций науки в структуре общественной культуры. Можно говорить о пяти основных этапах изменения характера науки.
На первом этапе наука была связана с опытом практической и познавательной деятельности. Возникновение науки, вероятно, следует отнести к каменному веку, т.е. к той эпохе, когда человек в процессе непосредственной жизнедеятельности начинает накапливать и передавать другим знания о мире, и в первую очередь это касается естествознания. Так, один из основателей науковедения, английский физик XX в. Дж. Бернал, опираясь на тезис о том, что естествознание имеет дело с действенными манипуляциями и преобразованиями материи, полагает, что главный поток науки вытекает из практических технических приемов первобытного человека, следовательно, современная сложная цивилизация, основанная на механизации и науке, развилась из ремесел и обычаев наших предков [3]. Кульминационным пунктом этого этапа стала наука Древнего Египта и Вавилона.
Второй этап начался примерно в V в. до н.э. в Древней Греции; в это время мифологическое мышление сменяют первые программы исследования природы и не только появляются образцы исследовательской деятельности, но и осознаются некоторые фундаментальные принципы познания природы. Науку стали понимать как сознательное, целенаправленное исследование природы, осмысливались сами способы обоснования полученного знания, а также принципы познавательной деятельности. Известно, что только в Древней Греции начали доказывать теоремы; Аристотель проанализировал процесс доказательства и создал теорию доказательств - логику. В античное время возникают первые законченные системы теоретического знания (геометрия Евклида), происходит становление натурфилософии, формируются учение о первоначалах, атомистика, развиваются математика и механика, астрономия; в то же время появились описания окружающего мира, систематизирующие природные явления (географические работы Страбона).
Третий этап, ознаменованный развитием схоластики (занятой обсуждением вопроса отношения знания к вере и отношения общего к единичному), длился до второй половины XV в. В это время большое значение придавалось вненаучным видам знания (астрология, алхимия, магия, кабалистика и т.п.). Развивались математика, астрономия и медицина, а центр естественно-научных исследований в начале этого этапа переместился в Азию. Поворот в естествознании в Западной Европе в XII-XIV вв. связан с переосмыслением роли опытного знания. Наука в этом понимании формируется в первую очередь в Англии и связана с работами естествоиспытателей, математиков и одновременно деятелей церкви — епископа Р. Гроссетеста, монаха Р. Бэкона, теолога Т. Брадвардина и др. Эти ученые полагают, что следует опираться на опыт, наблюдение и эксперимент, а не на авторитет предания или философской традиции (безусловно, это и сейчас считается важнейшей чертой научного мышления), шире применять математические методы в естествознании; так, по мнению Бэкона, математика является вратами и ключом к прочим наукам.
Четвертый этап — вторая половина XV—XVIII в. -отмечен возникновением науки в том смысле, что наука — не что иное, как естествознание, умеющее строить математические модели изучаемых явлений, сравнивать их с опытным материалом, проводить рассуждения посредством мысленного эксперимента. Начало этого этапа отмечено созданием гелиоцентрической системы (Н. Коперник) и учением о множественности миров и бесконечности Вселенной (Дж. Бруно). В XVII в. происходит признание социального статуса науки, рождение ее как особого социального института. Это выразилось, в частности, в том, что во второй половине XVII в. возникают Лондонское Королевское общество и Парижская академия наук. В это время появляются работы И. Кеплера, X. Гюйгенса, Г. Галилея, И. Ньютона. С их именами связано рождение основ современной физики и необходимого для нее математического аппарата, формулирование основных идей классической механики (три основных закона движения, закон всемирного тяготения и т.п.), экспериментального естествознания. Кроме того, это эпоха Великих географических открытий (В. да Гама, Ф. Магеллан и др.).
Пятый этап относят к первой половине XIX в., начало которого характеризуется совмещением исследовательской деятельности и высшего образования. Первыми реформаторами стали ученые Германии, прежде всего Берлинского университета. Суть реформ состояла в оформлении науки в особую профессию. Во главе реформ стоял известный исследователь того времени В. Гумбольдт. Наиболее полно идеи реформирования высшего образования в данном направлении были реализованы в лаборатории известного химика Ю. Либиха, который привлекал студентов к исследованиям, имеющим прикладное значение. С середины XIX в. проводятся исследования с целью разработки технологий производства удобрений, ядохимикатов, взрывчатых веществ, электротехнических товаров, затребованных мировым рынком. Процесс превращения науки в профессию завершает ее становление как современной науки. Научная деятельность становится важной, устойчивой социокультурной традицией, закрепленной множеством осознанных норм, а государство берет на себя некоторые обязательства по поддержанию этой профессии. Данный этап можно назвать этапом эволюционных идей в естествознании. В это время появляются космогоническая гипотеза Канта-Лапласа, теория катастроф, теория геологического и биологического эволюционизма, формулировка Периодической системы химических элементов, начала клеточной теории, закон сохранения и превращения энергии.
В конце XIX - начале XX в. разрабатывается классическая электродинамика, обнаруживается и изучается явление радиоактивности, открыты электрон и атомное ядро, формулируются квантовая гипотеза и квантовая теория атома, а также специальная теория относительности, а в первой половине XX в. - общая теория относительности. Важными событиями развития естествознания XX в. являются создание модели расширяющейся Вселенной, квантовой механики, кибернетики, открытие расщепления ядра урана и структуры генетического кода и т.д.

Научные революции Нового и Новейшего времени

В настоящее время популярна идея о том, что в истории науки со времени становления ее как социального института в XVII в. произошли четыре глобальные революции и были соответственно три периода в развитии науки, различающиеся по типам преобладающей рациональности [29, 30].
Первая научная революция произошла в XVII в. и завершилась становлением классического естествознания. С этого времени основное внимание уделялось поиску очевидных, наглядных принципов бытия, на базе которых можно строить теории, объясняющие и предсказывающие опытные факты. В соответствии с распространенной идеей о возможности редукции (сведения) всего знания о природе к фундаментальным принципам и представлениям механики строилась и развивалась механистическая картина природы, которая выступала одновременно и как картина реальности применительно к сфере физического знания, и как общенаучная картина мира. Преобладали представления о познании как наблюдении и экспериментировании с объектами природы, которые раскрывают тайны своего бытия познающему разуму.
Такая система взглядов соединялась с представлениями об изучаемых объектах как о малых системах или механических устройствах, которые характеризовались относительно небольшим количеством элементов, их силовыми взаимодействиями и жестко предопределенными (детерминированными) связями. Их познание связано с предположениями о том, что свойства целого полностью определяются состояниями и свойствами его отдельных частей, вещь можно представлять как относительно устойчивое тело, а процесс - как перемещение тел в пространстве с течением времени. Это обеспечивало успех механики и предопределяло редукцию (сведение) к ее понятиям представлений всех других областей естественно-научного исследования.
Вторая научная революция произошла в конце XVIII -первой половине XIX в. и отмечена переходом к дисциплинарно организованному естествознанию. В это время механистическая картина мира утрачивает статус общенаучной. Формирующиеся в биологии, геологии, географии и других областях естествознания специфические картины реальности несводимы к механической, а отражают идеалы эволюционного объяснения. Физика же продолжает строить свои знания, абстрагируясь от идеи развития, однако разработка теории поля приводит к постепенному размыванию ранее преобладавших норм механического объяснения, хотя познавательные установки классической науки еще сохраняются. Одной из центральных становится проблема соотношения методов науки, синтеза знаний и классификации наук. Поиск путей единства науки, проблема дифференциации и интеграции знания превращаются в фундаментальную проблему.
Итак, первая и вторая глобальные революции в естествознании характеризуются формированием и развитием классической науки и ее стиля мышления.
Третья научная революция была связана со становлением неклассического естествознания в период с конца XIX до середины XX в. В это время в физике открыта делимость атома, происходит становление релятивистской и квантовой теории; в космологии формулируется концепция нестационарной Вселенной; в химии начинается развитие квантовой химии; в биологии происходит становление генетики; возникают кибернетика и теория систем, сыгравшие огромную роль в построении современной научной картины мира.
Идеалы и нормы неклассической науки связаны с пониманием относительной истинности теорий и картины природы, выработанной на том или ином этапе развития естествознания. Вместо представлений о единственно истинной теории допускается истинность некоторого количества отличающихся друг от друга теоретических описаний одной и той же реальности. Образцом служили идеалы и нормы квантово-релятивистской физики, где в качестве необходимого условия объективности объяснения и описания выступала фиксация особенностей средств наблюдения, взаимодействующих с объектом. Новая система познавательных идеалов и норм открывала путь к освоению сложных саморегулирующихся систем с уровневой организацией, наличием относительно независимых и изменчивых подсистем, вероятностным взаимодействием их элементов, существованием управляющего уровня и обратных связей, обеспечивающих целостность системы.
Включение таких систем в процесс научного исследования вызвало трансформации картин мира многих областей естествознания. Создавались предпосылки для построения целостной картины природы, отмеченной иерархической организованностью Вселенной как сложного динамического единства. На этом этапе картины реальности, вырабатываемые в отдельных науках, еще сохраняли свою самостоятельность, но каждая из них участвовала в формировании представлений, которые затем включались в общенаучную картину мира. Последняя рассматривалась не как точный и окончательный портрет природы, а как постоянно уточняемая и развивающаяся система знания о мире.
Четвертая научная революция происходит в современную эпоху, начиная с последней трети XX в. В ходе этой научной революции рождается новая, постнеклассическая наука. Характер научной деятельности меняется в связи с применением научных знаний практически во всех сферах социальной жизни, а также вследствие радикальных изменений в средствах хранения и получения знаний (компьютеризация науки, появление сложных приборных комплексов и т.д.). На передний план науки выдвигаются междисциплинарные и проблемно ориентированные формы исследовательской деятельности. Если классическая наука была ориентирована на постижение все более сужающегося, изолированного фрагмента действительности — предмета конкретной научной дисциплины, то специфику современной науки определяют комплексные исследовательские программы, в которых принимают участие специалисты из различных областей знания. Кроме того, в процессе определения исследовательских приоритетов наряду с собственно познавательными целями все большую роль начинают играть цели экономического и социально-политического характера.
В настоящее время усиливаются процессы взаимодействия частных картин мира, они становятся взаимозависимыми и предстают как фрагменты целостной общенаучной картины мира. На ее развитие оказывают влияние и достижения фундаментальных наук, и результаты междисциплинарных прикладных исследований. В их рамках приходится сталкиваться со сложными системными объектами, которые в отдельных дисциплинах обычно изучаются лишь фрагментарно, поэтому эффекты, обусловленные их системностью, могут быть обнаружены только при синтезе фундаментальных и прикладных задач в проблемно ориентированном поиске.
Объектами современных междисциплинарных исследований все чаще становятся открытые и саморазвивающиеся системы, что начинает определять характер современного, постнеклассического естествознания. Ориентация современного естествознания на исследование сложных, развивающихся систем приводит к трансформации идеалов и норм исследовательской деятельности. Историчность комплексного объекта и изменчивость его поведения предполагают построение возможного поведения системы в точках бифуркации (раздвоения). В естествознание начинает внедряться идеал исторической реконструкции, причем не только в дисциплинах, традиционно изучающих эволюционные объекты (геология, биология, география), но и в современной космологии и астрофизике. Например, современные модели, описывающие развитие такого уникального объекта, как Метагалактика, могут быть расценены как исторические реконструкции, посредством которых воспроизводятся основные этапы его эволюции.

Типы научной рациональности

Три стадии исторического развития естествознания, каждая из которых начинается с глобальной научной революции, можно охарактеризовать с точки зрения научной рациональности [29, 30]: классическая рациональность (соответствующая классической науке в двух ее состояниях - додисциплинарном и дисциплинарно организованном); неклассическая рациональность (соответствующая неклассической науке) и постнеклассическая рациональность. Они взаимно «перекрываются», причем появление каждого нового типа рациональности не отбрасывает предшествующего, а только ограничивает сферу его действия, обусловливая его применимость только к определенным типам проблем и задач.
Классический тип научной рациональности (рис. 3.1, а), концентрируя внимание на объекте, стремится при теоретическом объяснении и описании исключить все, что относится к субъекту, средствам и операциям его деятельности, рассматривая это как необходимое условие получения научного знания.
Неклассический тип научной рациональности (рис. 3.1,5) учитывает связи между знаниями об объекте и характером средств и операций деятельности, причем выявление этих связей рассматривается в качестве условия научного описания и объяснения мира. Связи между внутринаучными и социальными ценностями и целями все еще не служат предметом научного осмысления, хотя опосредованно они определяют характер знаний и то, что именно и каким способом следует выделять и осмысливать в мире.
Постнеклассический тип рациональности (рис. 3.1, в) расширяет поле осмысления деятельности, учитывая соотнесенность получаемых знаний об объекте не только с особенностью средств и операций деятельности, но и с ценностно-целевыми структурами. Причем анализируется связь внутринаучных целей с вненаучными, социальными ценностями и целями.

Каждый новый тип научной рациональности характеризуется особыми, свойственными ему основаниями науки, которые позволяют выделить в мире и исследовать соответствующие типы системных объектов (простые, сложные, саморазвивающиеся системы). При этом возникновение нового типа рациональности и нового образа науки не приводит к исчезновению представлений и методологических установок предшествующего этапа. Между ними существует преемственность. Так, неклассическая наука не уничтожила классическую рациональность, а только ограничила сферу ее действия. При решении ряда задач неклассические представления о мире и познании оказывались избыточными и исследователь мог ориентироваться на традиционно классические образцы (например, при решении некоторых задач небесной механики не привлекают нормы квантово-релятивистского описания). Точно так же становление постнеклассической науки не стало причиной уничтожения всех представлений и познавательных установок неклассического и классического исследований.

§ 3.4. История отраслей естествознания

Относительно истории развития различных отраслей естествознания опубликовано достаточно много работ (некоторые из них были использованы при написании этого параграфа и приведены в списке в конце этой главы). Представим основные этапы развития отраслей естествознания, каждая из которых сложилась как система наук, имеющих свой объект исследований, специфическую методологию и длительную историю становления.

Физика

Физика — наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи, а также законы ее движения. В развитии физических представлений выделяют несколько периодов.
Период от древнейших времен до начала XVII в. можно считать предысторией физики, когда происходило накопление физических знаний об отдельных явлениях природы, возникали отдельные учения, а представления о природе объяснялись на основе умозрительных философских принципов. В VI-IV вв. до н.э. науку стали отличать от других форм познания, были созданы образцы построения научного знания. Именно тогда Аристотель разработал формальную логику — науку о способах доказательств и опровержений, а также отделил физику (науку о природе) от метафизики (философии), математики и т.д. Важнейшим фрагментом античной научной картины мира стало геоцентрическое учение о мировых сферах (теория движения планет вокруг неподвижной Земли), получившее завершенную форму у К. Птолемея. Заметим, что в античные времена Аристархом Самосским высказывались предположения о том, что не Земля, а Солнце находится в центре Вселенной. Однако его взгляды не были поддержаны учеными того времени и о них надолго забыли. Значимой для последующего развития физики была концепция, выдвинутая в античное время, о дискретности (прерывности) строения материи - атомизм (Демокрит, Левкипп, Лукреций, Эпикур), согласно которой все тела состоят из атомов — мельчайших неделимых частиц.
В VI—XIV вв. продолжается накопление разрозненных физических фактов и появляется ряд общих представлений о природных явлениях. В XV в. Николай Кузанский развивал мысль о том, что движение является основой всего сущего, Вселенная бесконечна и в ней нет неподвижного центра, а Земля и все небесные тела созданы из одной и той же первоматерии. В 1543 г. вышел в свет труд Н. Коперника «О вращении небесных сфер», содержащий изложение гелиоцентрической системы миpа, а в 1584 г. Дж. Бруно публикует диалог «О бесконечности, Вселенной и мирах», где была высказана идея о бесконечности Вселенной и единстве законов природы, о существовании других планетных систем, кроме Солнечной, и т.д.
Период классической физики (XVII- начало XX в.). Физика как наука берет начало от Г. Галилея, который выдвинул в первой половине XVII в. идею об относительности движения, установил законы инерции и свободного падения и др., активно защищал гелиоцентрическую систему мира. Основным достижением физики XVII в. признано создание классической механики, связанное с формулировкой основных законов этой науки И. Ньютоном в 1687 г. Фундаментальное значение имело введение Ньютоном понятия состояния, которое стало одним из основных для всех физических теорий. Состояния систем тел в механике полностью определяются координатами и импульсами тел системы. Исходя из законов движения планет, установленных И. Кеплером, Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения, с помощью которого удалось с достаточной точностью рассчитать движение Луны, планет и комет, объяснить приливы в океане. Им были впервые четко сформулированы классические представления об абсолютном пространстве как вместилище материи, не зависящем от ее свойств и движения, и абсолютном равномерно текущем времени. Ньютон построил механистическую картину природы как завершенную систему механики. Важное достижение этого времени - понимание идентичности физических законов для всей Вселенной.
В 1860-х гг. Дж. Максвеллом формулируется теория электромагнитного поля, дальнейшее развитие которой привело к революционным изменениям в физике. Используя концепцию поля М. Фарадея, Максвелл выводит пространственно-временные законы электромагнитных явлений. Дальнейшее развитие этой теории привело к созданию электродинамической картины миpа. На рубеже XIX и XX вв. происходят революционные открытия и изменения в физике (обнаружение сложного строения атома, явления радиоактивности и т.д.).
Период становления современной физики связывают с началом XX в. Переход от классической физики к современной характеризовался не только возникновением новых идей, открытием новых неожиданных фактов и явлений, но и преобразованием ее духа в целом, возникновением нового способа физического мышления, глубоким изменением методологических принципов физики. Она становится квантовой (М. Планк, Э. Резерфорд, Н. Бор); в 1920-1930-е гг. разработана квантовая механика — последовательная теория движения микрочастиц (Л. де Бройль, Э. Шрёдингер, В. Гейзенберг, В. Паули, П. Дирак). Одновременно (в начале XX в.) появилось новое учение о пространстве и времени — теория относительности (А. Эйнштейн), физика становится релятивистской (любая физическая картина мира относительна и связана с определенной системой отсчета).
Во второй половине XX в. происходит преобразование физики, связанное с познанием структуры атомного ядра, свойств элементарных частиц (Э. Ферми, Р. Фейнман, М. Гелл-Манн и др.), конденсированных сред (Дж. Бардин, Л.Д. Ландау, И.Н. Боголюбов и др.). Физика стала источником новых идей, преобразовавших современную технику: ядерная энергетика (Н.В. Курчатов), квантовая электроника (Н.Г. Басов, A.M. Прохоров и Ч. Таунс), микроэлектроника, радиолокация и т.п. возникли и развились благодаря достижениям физики.

Химия

Химия — наука, изучающая свойства и превращения веществ, которые сопровождаются изменением их состава и строения.
Донаучный период. Человек использовал химические процессы, в результате которых образуются новые вещества, еще в доисторическую эпоху. Можно сказать, что человек выделился из животного мира тогда, когда провел первую химическую реакцию - зажег огонь, а далее начал применять его для приготовления пищи, в гончарном производстве, для обработки металлов. Другими химическими процессами, используемыми с древности, по-видимому, были брожение и скисание. Древние египтяне получали краски и косметические средства из минеральных веществ, умели добывать железо, выплавлять бронзу, красить ткани, изготовлять стекло и фарфор, имитировать драгоценные камни и золото.
Древнегреческие философы пытались понять и объяснить явления природы. Так, Аристотель выдвинул положение о том, что вещества, соединяясь, теряют свои индивидуальные качества, а новое вещество - это не смесь, а «тело», обладающее новыми, лишь ему присущими качествами.
Приблизительно в 300 г. н.э. египтянин Зосима составил 28-томную энциклопедию, которая охватывала все знания по химии как искусству взаимных превращений веществ, собранные за предшествовавшие 500-600 лет, и пользовалась популярностью вплоть до XVI в. Это положило начало развитию такого явления культуры, как алхимия, теоретической основой которой были взгляды Аристотеля об элементах природы и их взаимном превращении (трансмутации). Осуществляя превращения одних веществ в другие, алхимики не видели препятствий для реализации любых превращений, в том числе одних металлов в другие, в частности в золото. Алхимики выработали экспериментальный метод работы, проверяющий гипотезу. Они построили первые лаборатории - помещения, предназначенные для проведения научных исследований. В поисках «философского камня» алхимики открыли целый ряд веществ: этанол, многие соли, щелочи и, что особенно важно, сильные минеральные кислоты — серную и азотную, резко расширившие возможности химического воздействия на вещество.
Становление собственно химии охватывает три столетия - с XVI по XVIII в. Слепое экспериментирование сменяется изучением законов превращения веществ для практического их использования. Первой из химических отраслей стала ятрохимия, основанная в начале XVI в. швейцарцем Т. Парацельсом. Ятрохимики (в современных терминах) считали, что болезни возникают из-за нарушения течения химических процессов в организме и недостатка (или избытка) в нем тех или иных веществ, и предлагали соответствующие способы лечения. В этот же период развивается техническая химия.
С именем ирландского ученого Р. Бойля связывается полное освобождение химии от алхимии и ятрохимии. Он отбросил частичку «ал» в самом термине, ввел в практику определение химического элемента как составной части вещества, которую нельзя разложить на более простые части; положил начало химическому анализу, химии газов.
На рубеже XVII и XVIII вв. появилась первая общая химическая теория — теория флогистона (от греч. phlogiston -воспламеняемый, горючий), разработанная немецким химиком и врачом Э.Г. Шталем и основанная на том положении, что, чем больше флогистона содержит данное тело, тем более оно способно к горению. Теория Шталя, созданная для объяснения явлений горения, окисления и восстановления металлов, смогла стать основой для объяснения большинства наблюдаемых в то время химических явлений.
В середине XVIII в. теория флогистона стала подвергаться сомнению. М.В. Ломоносов сформулировал закон сохранения массы вещества в химических процессах и доказал его экспериментально. Он также выдвинул идею, согласно которой при нагревании металл соединяется, как он говорил, с частичками воздуха. Французский химик А. Лавуазье, изучая горение и обжиг металлов, выяснил роль кислорода в этих явлениях, разрушив тем самым теорию флогистона. Он также внес ясность в понятия химического элемента, простого и сложного вещества. Независимо от Ломоносова он экспериментально установил закон сохранения массы в химических реакциях и убедил в нем своих современников-химиков .
В конце XVII - середине XIX в. были открыты стехиометрические законы химии о количественных соотношениях между массами веществ, вступающих в химическую реакцию, что придало химии рациональный характер и способствовало подведению экспериментального фундамента под атомно-молекулярную гипотезу, а также позволило сформулировать правила составления химических формул и уравнений. Основными стехиометрическими законами считаются законы Авогадро о пропорциональности между плотностями газов или паров и молекулярными массами, объемных отношений Ж.Л. Гей-Люссака, кратных отношений Дж. Дальтона, эквивалентов И.В. Рихтера и У.Х. Волластона и др. Все эти законы были установлены экспериментально.
Использование количественных измерений, совершенствование химического эксперимента привели к окончательному утверждению атомно-молекулярных представлений о строении вещества. Эти представления утвердились в 1860-х гг., когда A.M. Бутлеров создал теорию строения химических соединений, показав, что не только состав, но и структура определяют свойства веществ, а Д.И. Менделеев открыл периодический закон. С конца XIX - начала XX в. важнейшим направлением химии стало изучение закономерностей химических процессов.
На современном этапе развития химии широко привлекается квантовая (волновая) механика для интерпретации и расчета химических параметров веществ и систем веществ; исследования химических процессов доведены до их перехода в предбиологические и биологические; разрабатывается теория химической эволюции; утверждаются факт отсутствия химических индивидов в чистом виде и необходимость описания веществ как составных частей систем веществ; признается неправомерность игнорирования качественных различий микро- и макроформ вещества, характерного для классического атомно-молекулярного учения. В прикладном отношении химия характеризуется активным использованием химических свойств веществ в практической деятельности людей. Причем химическая промышленность относится к числу отраслей, определяющих технический прогресс.

Геология

Геология — комплекс наук о составе, строении и истории развития земной коры и Земли.
Люди давно научились находить, добывать и использовать камни, глины, пески, руды ряда металлов, многие минералы, подземные воды. Первые сведения об элементах геологического знания относятся к античности. Эмпедокл выдвигает предположение о том, что внутри Земли находится огненно-жидкая масса, которая является причиной вулканических извержений и горячих источников. Аристотель считал, что Земля находится в состоянии непрерывного развития, и придавал большое значение текучим и подземным водам в изменении поверхности Земли; ему принадлежит одна из первых классификаций минералов и горных пород. Теофраст полагал, что найденные на суше гальки и раковины свидетельствуют о том, что ранее в этих местах существовало море. Размышления о внутренних и внешних процессах, происходящих на Земле, можно встретить у Овидия, Геродота, Страбона и т.д.
В V-XVI вв. многие представления античного времени были отвергнуты. Считалось, что Земля создана в ее современном виде Богом, а событием, изменившим ее облик, признавался всемирный потоп. Центр научных исследований переместился на Восток. В X—XI вв. аль-Бируни и Ибн Сина (Авиценна) включали в круг своих научных интересов геологические явления. Особое внимание уделялось минералогии и горному делу. В середине XVI в. немецкий ученый Г. Агрикола обобщил опыт горно-металлургического производства.
В первой-половине XVII в. появляются цельные космогонические гипотезы (Р. Декарт, Г.Ф. Лейбниц), из которых пытались вывести основы геологических знаний (существование горных пород, минералов, слоев, складок, магмы и т.д.). (К числу космогонических разработок, появившихся позже, в XVIII в., относятся гипотезы Ж. Бюффона, И. Канта и П. Лапласа, О.Ю. Шмидта и др.) Земная поверхность, по Декарту, Лейбницу и Н. Стенону, сформировалась в результате обрушения частей земной коры в подземные пустоты; образовавшиеся понижения заливались водой и покрывались осадками. В отличие от них англичанин Р. Гук и итальянец А.Л. Моро полагали, что основная роль в формировании земной поверхности принадлежит внутренним процессам — землетрясениям и вулканическим извержениям. В середине XVII в. норвежский ученый М.П. Эшольт ввел термин «геология». Датчанин Стеной, живший в Италии, сформулировал два принципа, которые и сегодня рассматриваются как основные постулаты: нормальное залегание слоев, возникших в водных бассейнах путем осаждения, создает параллельные горизонтальные границы; слои, находящиеся внизу, возникли раньше верхних слоев. Нарушение нормального залегания вызвано движениями земной коры.
К середине XVIII в. геология сформировалась как специфическая система взглядов, сложился круг геологических задач и оформилась генетическая направленность исследований, связанная с попытками ответить на вопросы, каким образом возник и развивался тот или иной геологический объект, какие причины обусловили геологические явления. М.В. Ломоносов разделяет факторы изменения земной поверхности на внутренние и внешние, а причиной движений земной коры и вулканизма назвал «подземный жар», который вызывает поднятие толщ горных пород. В.М. Севергин составляет обширные сводки по минералогии и полезным ископаемым России. Шотландский ученый Дж. Геттон считал источником «подземного жара» расплавленные в глубоких недрах массы. История Земли, по Геттону, состоит из повторяющихся циклов: длительные эпохи разрушения материков, сопровождавшиеся отложением продуктов этого разрушения на морском дне, сменяются кратковременным поднятием морского дна, а также внедрением и излиянием вулканических пород. Немецкий ученый А.Г. Вернер придавал гораздо большее значение внешним процессам, прежде всего деятельности воды. Все горные породы он рассматривал как водные осадки. Научное направление Вернера называли нептунизмом (по имени римского бога подводного царства Нептуна), направление Геттона - плутонизмом (по имени греческого бога подземного царства Плутона). Заметим, что уже в Древней Греции некоторые философы считали основной стихией воду, а другие - огонь.
В первой половине XIX в. англичанин У. Смит установил, что возраст осадочных горных пород может сопоставляться по заключенным в них остаткам ископаемых организмов. Это привело к спорам о причинах смены фаун и флор в истории Земли. Ж.Б. Ламарк полагал, что от слоя к слою под влиянием изменения внешней среды постепенно вымирают одни организмы и появляются другие. Напротив, Ж. Кювье обращал внимание на резкие изменения фауны и флоры на границах слоев и объяснял их резкими перестройками в устройстве земной поверхности, приводившими к исчезновению одних видов животных и растений и появлению других. Не признавая превращения одних видов в другие, он выдвигал идею о многократном повторении актов творения живых организмов Богом после каждой геологической катастрофы.
В 1830-е гг. шотландский геолог Ч. Лайель применил метод актуализма, выразив его в формуле «Настоящее есть ключ к познанию прошлого». Он считал, что силы, преобразующие лик Земли, на протяжении ее истории были однообразны по характеру и интенсивности. (Это положение получило название униформизма.) Эти силы действуют медленно и непрерывно, а суммирование таких изменений в течение геологического времени приводит к грандиозным преобразованиям Земли.
В конце XIX - начале XX в. геология превращается в комплексную науку, что связано с введением в нее физико-химических и математических методов исследований. Открытие радиоактивности повлекло за собой создание абсолютной геохронологии: радиоактивные изотопы стали использовать для определения возраста Земли и длительности отдельных периодов. В начале XX в. был предложен ряд гипотез о внутренних причинах формирования земной поверхности. Гипотеза дрейфа материков А. Вегенера (мобилизм) утратила свое значение, и в 1930-1950-е гг. доминирующее положение заняли концепции В.В. Белоусова и голландского ученого Р.В. ван Беммелена, которые исходили из примата вертикальных движений.
С середины XX в. на базе достижений геофизики и морской геологии происходит пересмотр взглядов на внутренние причины формирования земной поверхности, что обусловило возрождение мобилизма. Результатом этих открытий стало появление тектоники литосферных плит. Современные методы исследований позволили детально изучить строение земной коры и выявить неоднородность мантии. Новые возможности открыло усовершенствование методов изучения химического состава минералов и горных пород. Изучение поверхности Земли из Космоса выявило крупные глубинные структуры в строении земной коры. Исследование других тел Солнечной системы дает материал для суждения о ранних стадиях эволюции Земли. В геологических науках появляются новые направления исследований, связанные с глобальными проблемами человечества: ресурсопользование, экологическая геология и т.п.

Биология

Биология — система наук о живой природе, которая изучает различные проявления жизни.
Древние цивилизации накопили множество сведений о растениях и животных и одомашнили крупный рогатый скот, овец, свиней, собак и др. Египтяне, вавилоняне, индийцы, китайцы достаточно много знали о растениях и животных и применяли эти знания в медицине и сельском хозяйстве.
Античные врачи и философы предприняли первые систематические попытки познания живой природы. Так, Гиппократ дал описание строения человека и животных, а также указал на роль среды и наследственности в возникновении болезней. Аристотель разделил окружающий мир на четыре царства: неодушевленный мир, мир растений, мир животных и мир человека. Он полагал, что растения и животные, постепенно изменяясь, поднимались вверх по «лестнице природы», побуждаемые внутренним стремлением к более сложной и более совершенной организации. Аристотель выявил основные признаки млекопитающих, дал описание наружных и внутренних органов человека, способов размножения и образа жизни животных и т.д. Теофраст описал 500 видов растений, собрал сведения о строении и размножении многих из них, выявил различия между однодольными и двудольными растениями. Во II в. римский врач Клавдий Гален широко использовал вскрытия млекопитающих для изучения их внутреннего строения. Он дал сравнительно-анатомическое описание человека и обезьяны, сделал ряд важных открытий, касающихся функций головного мозга и нервов.
В средние века накопление биологических знаний диктовалось в основном интересами медицины. Вскрытия человеческого тела были запрещены, преподававшаяся по Галену анатомия была в первую очередь анатомией животных. На Руси сведения о животных и растениях были обобщены в «Поучении Владимира Мономаха» (XI в.). Биологические знания того времени были отражены в энциклопедии XIII в. немецкого философа и теолога Алберта Великого. Великие географические открытия XV - середины XVII в. существенно расширили знания о животных и растениях, накопленный материал требовал осмысления. На рубеже XV-XVI вв. Леонардо да Винчи открыл явление сходства органов, нарисовал многие растения, птиц в полете, описал способ соединения костей в суставах, деятельность сердца и зрительную функцию глаза и т.д. Однако многие его наблюдения стали известны намного позже, когда были расшифрованы записи в его тетрадях. В XVI в. был совершен прорыв в познании анатомии человека. Бельгиец А. Везалий, живший в Италии, начал вскрывать человеческие трупы. Он дал научное описание всех органов и систем человека. В это же время появляются новые работы, посвященные зоологии и ботанике.
В XVII-XVIII вв. в биологию проникают экспериментальные методы. В 1628 г. У. Гарвей на основе количественных измерений и применения законов гидравлики открыл механизм кровообращения. Изобретение микроскопа раздвинуло границы мира живых существ, углубило представление об их строении. Р. Гук обнаружил «клетки» на срезе пробки; А. ван Левенгук начиная с 1673 г. увидел и зарисовал сперматозоиды человека, бактерии, простейших и ядра в клетках крови и т.д. М. Мальпиги увидел капилляры, соединяющие артерии с венами. Одно из главных достижений этой эпохи - создание К. Линнеем в 1735 г. классификации растений и животных. Он вводит четырехчленное таксономическое деление: класс - отряд - род - вид; классифицирует животных на шесть классов (млекопитающие, птицы, амфибии, рыбы, насекомые, черви); человека и человекообразных обезьян относит к приматам. Линней последовательно применил бинарную номенклатуру (с использованием двух наименований -родового и видового), которая позволила дать каждой форме животных и растений определенное научное название.
Вместе с тем в это время преобладали умозрительные теории о развитии и свойствах живых существ (самозарождения и др.). Так, в качестве объяснения процессов развития признанием пользовалась теория преформации, согласно которой яйцо (или сперматозоид) содержит все структуры взрослого организма, а развитие сводится к «развертыванию» уже сформированных зачатков. При этом шел спор о том, находятся ли все части зародыша в яйце, а сперматозоиды просто паразиты, обитающие в семенной жидкости, или же все структуры расположены в сперматозоиде, а яйцо - питательная среда для их развития. Противоположное представление о данной проблеме выдвинул в середине XVIII в. К. Вольф. Исследуя развивающееся куриное яйцо, он пришел к выводу, что оно содержит не реформированного зародыша, а только материал, из которого ему предстоит образоваться. Его концепция получила название эпигенетической.
В XIX в. в результате резко возросшего числа изучаемых биологических объектов (новые методы, экспедиции в разные районы Земли и др.) сформировались многие специальные биологические науки. В первой половине XIX в. K.M. Бэр обратил внимание на то, что на ранних стадиях развития строение зародышей очень сходно у всех представителей любой обширной группы (типа) животных. Позднее Э. Геккель по-новому истолковал закон Бэра и назвал его биогенетическим законом, выразив его сущность словами «онтогенез повторяет филогенез», т.е. организмы в процессе индивидуального развития обнаруживают тенденцию проходить ту же последовательность стадий, которую они прошли в ходе своей эволюции. Другое достижение того времени - формулировка Т. Шванном (1839) основных положений об образовании клеток и клеточном строении всех организмов. Крупнейшим завоеванием XIX в. стало эволюционное учение Ч. Дарвина, изложенное в книге «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859), где он вскрыл механизм эволюционного процесса.
В 1865 г. Г. Мендель обнаружил закономерности наследственности, которые впоследствии вместе с мутационной теорией X. Де Фриза легли в основу генетики.
В XX в. была выяснена роль в эволюции мутационного процесса, колебаний численности и изоляции при направленном действии отбора (1920-1930-е гг.). Это позволило в дальнейшем разработать синтетическую теорию эволюции. Установление структуры ДНК американцем Дж. Уотсоном и англичанином ф. Криком (1953) привело к раскрытию генетического кода, дало резкий толчок развитию молекулярной биологии, а позднее генетической инженерии и биотехнологии. К числу крупнейших достижений первой половины XX в. относят создание биогеохимии и учения о биосфере (В.И. Вернадский), биогеоценологии (В.Н. Сукачев), учения об экосистемах (А. Тенсли). На основе этих учений до настоящего времени разрабатывается стратегия взаимоотношений человечества с природой. В. Шелфорд, Ч. Элтон и др. разработали основы экологии — науки о взаимосвязи между организмами и окружающей средой.
Современной биологии свойственно взаимопроникновение идей и методов различных биологических дисциплин, а также других наук. Возникли новые биологические дисциплины на границах смежных наук, во многом в связи с практическими потребностями (радиобиология, космическая биология, физиология труда, социобиология и др.). Для современной биологии характерны две тенденции. С одной стороны, сформировалось представление о различных уровнях организации живой природы: молекулярном, клеточном, организменном, популяционно-видовом. С другой стороны, стремление к целостному познанию живой природы привело к прогрессу наук, изучающих определенные свойства живой природы на всех структурных уровнях ее организации.

География

География - наука, изучающая поверхность Земли, а также облекающие и подстилающие ее слои вещества, которые в совокупности составляют географическую оболочку. Центральным вопросом географии является выяснение взаимоотношений в системе природа — общество.
Зачатки географического знания встречаются у первобытных людей, когда возникают примитивные способы активного приспособления к среде обитания. Требовалось умение находить места, богатые дичью, ягодами и т.д. Значение таких умений возросло после того, как люди занялись скотоводством и земледелием. Возникла необходимость поиска удобных пастбищ и мест, где можно устроить поле. Несколько позднее (в Древнем Вавилоне, Египте и Китае) стимулом накопления географических знаний стали торговля и военные походы. Необходимо было описание новых земель и выяснение сухопутных и морских путей сообщения.
Древние греки и римляне (VI в. до н.э. - IV в. н.э.) во время морских и сухопутных путешествий описывали все, что встречали в пути: население, животных, растения, реки. Завоевание соседних территорий, организация колоний, установление торговых отношений расширяли границы известного мира. Появляются собственно географические идеи: Фалес размышлял о кругообороте воды на Земле; Анаксимен считал, что состояние воздуха определяет погоду; Аристотель выделил как единое целое атмосферу, включив в нее гидросферу, в пределах которой происходит круговорот воды. Парменид и Пифагор высказали идею о шарообразности Земли, Аристотель привел доказательства этого (круглая тень на Луне во время затмения, расширение горизонта при подъеме на гору и др.), а Эратосфен достаточно точно определил размеры Земли. Он же составил карту Земли, нанеся на нее параллели и меридианы, выделил территории с разной продолжительностью дня и т.д. На то, что некоторые участки суши были когда-то морским дном, указывал Страбон и другие мыслители античности. Большое количество сведений об Индии, Сахаре собрал и систематизировал Геродот. В это время появляются представления о тепловых поясах Земли.
В средние века многие достижения античности были отвергнуты. Достижения географии в V—XV вв. сводятся к территориальным открытиям. Заметную роль в развитии географии Средневековья сыграли арабы, которые торговали со странами Средиземноморья, Востока и Северной Африки. Ибн Хордабех, Ибн Сина (Авиценна), аль-Бируни и другие арабские ученые сохранили для потомков многие идеи античного мира и внесли большой вклад в страноведческие исследования. Среди путешественников Средневековья следует назвать Марко Поло, который собрал данные о географическом положении отдельных территорий, особенно о восточном побережье Азии. В ΧΠ-XV вв. русскими землепроходцами осваивались Европейский Север и Северо-Западная Сибирь. В хрониках и летописях приводятся сведения о землетрясениях, ливнях и крупном граде, бурях, половодьях и т.д.
Интервал с середины XV по середину XVII в. - эпоха Великих географических открытий: открыта Америка (X. Колумб, А. Веспуччи и др.), путь в Индию вокруг Африки (В. да Гама), совершено первое кругосветное путешествие (Ф. Магеллан), положено начало систематическим открытиям в Сибири (Ермак). Значение Великих географических открытий в истории человечества огромно. Они ознаменовали новую эру в исследовании Земли, дали толчок к развитию многих областей естествознания, способствовали интенсификации мировой торговли. Кругосветные путешествия позволили доказать опытным путем шарообразность Земли и представить соотношение суши и Мирового океана. На основе этих открытий были составлены достаточно подробные карты и атласы (Г. Меркатор, А. Ортелий и др.). В России написана «Книга большому чертежу» — описание крупнейшей (несохранившейся) карты России XVII в. С XVII в. русские землепроходцы продвигаются на восток (Е.П. Хабаров, С.И. Дежнёв, В. Беринг и др.); составлена «Чертежная книга Сибири» (С.У. Ремезов).
В XVIII—XIX вв. в Европе и России работали крупные географы. Многое для развития отечественной географии XVIII в. сделали В.Н. Татищев и М.В. Ломоносов. Последний рассмотрел происхождение черноземов, выделил горообразовательные и медленные колебания суши и морского дна, способствовал развитию метеорологии. В конце XVIII в. проведено Генеральное межевание России, описаны все земли, принадлежащие различным землевладельцам; был обобщен огромный фактический материал. Великий философ И. Кант читал курс физической географии в Кенигсбергском университете. Немецкий ученый А. Гумбольдт разработал сравнительно-географический метод; исследовал закономерности зональности в распределении растительности, температур, влажности воздуха и т.д. Немецкий географ К. Риттер предложил метод сравнительного землеведения, объяснял пространственные взаимоотношения между географическими объектами, количественно оценивал географическое положение, конфигурацию стран и областей Земли и т.д. Француз Э. Реклю, подчеркивая взаимосвязь географии и истории, охарактеризовал все страны мира.
В первой половине XIX в. произошло открытие Антарктиды (Ф.Ф. Беллинсгаузен и М.П. Лазарев); в Европе образовано несколько географических обществ, в том числе Русское географическое общество; в европейских университетах стали организовываться кафедры географии. Во второй половине XIX в. проведены исследования по выявлению рельефа дна Мирового океана (Ч. Томсон, Д. Меррей); H.H. Миклухо-Маклай изучал коренное население Юго-Восточной Азии, Австралии и Океании. В Военной академии Генерального штаба начинают читать военную географию. Выпускниками этой академии были Н.М. Пржевальский и A.A. Тилло. В 1864 г. выходит книга Дж.П. Марша «Человек и природа», которая считается первой специальной работой, посвященной проблемам охраны окружающей среды. Большое влияние на развитие географии оказали эволюционные взгляды. Важным событием стала публикация идей американского ученого В.М. Дэвиса (1890), который сформулировал теорию географических циклов развития рельефа суши как смену стадий юности, зрелости и старости. В конце XIX в. Д.Н. Анучин сформировал отечественную научную школу в Московском университете. Основным объектом географии он считал поверхность Земли в ее развитии, а главной ее задачей - изучение пространственных отношений. В Петербургском университете в это время работают В:В. Докучаев и А.И. Воейков. Докучаев создал генетическое почвоведение; показал, что почвы являются результатом взаимодействия различных факторов (почва — «зеркало ландшафта»); разработал учение о зонах природы как об универсальном законе. Воейков считается основателем отечественной метеорологии.
В первой половине XX в. происходит усиление интереса к изучению природных ресурсов; начинаются широкомасштабные исследования Арктики. Большое значение для географии имели исследования Н.И. Вавилова, которому удалось организовать ботанико-агрономические экспедиции в Средиземноморье, Северную Африку, Северную и Южную Америку; установить древние очаги формообразования культурных растений и т.д. В середине XX в. была обнаружена система срединно-океанических хребтов протяженностью свыше 60 000 км и глубоководных желобов (Б. Хейзен, Г. Менард, Д.Л. Безруков и др.).
Для современной географии характерны: комплексное изучение природных территориальных комплексов; усиление позиций количественного подхода; развитие эволюционно-хронологического направления исследований; детальный анализ процессов в географической оболочке; использование системного подхода и модельных представлений, а также дистанционных методов исследований (получение информации с помощью сенсоров, установленных на самолетах, космических аппаратов и т.д.); развитие геоинформационных технологий; геоэкологическая направленность исследований.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Охарактеризуйте презентистскую и антикваристскую традиции изучения истории науки. Следует ли использовать обе эти традиции? Объясните, почему не следует (или следует) это делать.
2. Какие модели развития науки вы знаете? Перечислите их и кратко охарактеризуйте.
3. В чем заключается основная идея кумулятивной модели развития науки? Что такое закон трех стадий О. Конта? Какое значение этот закон сыграл в становлении кумулятивной модели развития науки?
4. Каково основное содержание концепции развития науки Т. Куна? Что такое парадигма, нормальная наука, научная революция?
5. Как представляется развитие науки по И. Лакатосу? Что такое научно-исследовательская программа, жесткое ядро программы, негативная и позитивная эвристика?
6. Что такое «кейс стадис»? Как организовано исследование исторических событий в рамках этой модели?
7. Какое значение имеют традиции и новации в развитии науки? Что такое явные и неявные традиции? Чем отличается незнание от неведения?
8. Когда и почему возникла наука? Как изменялись ее функции? Перечислите основные этапы изменения этих функций.
9. Какие научные революции Нового и новейшего времени выделяет B.C. Степин? Как менялись типы научной рациональности в связи с этим?
10. Каковы основные этапы развития физики (химии, геологии, биологии, географии)?

11.   Найдите общие черты и отличия развития различных отраслей
естествознания. С чем, по вашему мнению, связаны эти различия
и сходства?

ЛИТЕРАТУРА

1.    Азимов А. Краткая история биологии. М., 1967.

1. Белоусов В.В. Очерки истории геологии (геология до конца XVIII века). М, 1993.
2. Бернал Дж. Наука в истории общества. М., 1956.
3. Блок М. Апология истории. М., 1986.
4. Вернадский В.И. Избранные труды по истории науки. Μ., 198?.
5. Голубчик М.М., Евдокимов С.П., Максимов Г.Н. История географии. Смоленск, 1998.
6. Грегори К. География и географы. М., 1988.
7. Дитмар А.Б. География в античное время. М., 1980.
8. Дорфман Я.Г. Всемирная история физики. М., 1974-1979. Т. 1—2.
9. Исаченко А.Г. Развитие географических идей. М., 1979.
10. История биологии с древнейших времен до начала XX в. М., 1972.
11. История биологии с начала XX века до наших дней. М., 1975.
12. Косарева Л.М. Рождение науки Нового времени из духа культуры. М., 1997.
13. Краткая географическая энциклопедия /Под ред. А.А.Григорьева: В 5 т. М., 1960—1966.
14. Кудрявцев П.С. История физики. М., 1948-1971. Т. 1—3.
15. Кузнецов В.И., Идлис Г.М., Гутина В.Н. Естествознание. М., 1996.
16. Кун Т. Структура научных революций. М., 1975.
17. Лакатос И. Методология научных исследовательских программ //Вопросы философии. 1995. № 4.
18. Лункевич В.В. От Гераклита до Дарвина. Очерки по истории биологии. 2-е изд. М., 1960. Т. 1—2.
19. Магидович И.П. Очерки по истории географических открытий. М., 1967.
20. Никулинский С.Р. Очерки развития историко-научной мысли. М., 1988.
21. Мир географии: География и географы. М., 1984.
22. Мукитанов Н.К. От Страбона до наших дней. М., 1985.
23. Найдыш В.М. Научная революция и биологическое познание: философско-методологический анализ. М., 1987.
24. Поликарпов B.C. История науки и техники. Ростов н/Д, 1999.
25. Поппер К. Логика и рост научного знания. М., 1983
26. Резанов H.A. История взаимодействия наук о Земле. М., 1998.
27. Соловьев Ю.И. История химии. М-, 1976.
28. Степин B.C. Философия науки. М., 2003.
29. Степин B.C., Горохов В.Г., Розов М.А. Философия науки и техники. М., 1996.
30. Структура и развитие науки. М., 1978.
31. Фигурновский H.A. История химии. М., 1979.
32. Физический энциклопедический словарь. М., 1960-1966. Т. 1—5.
33. Философия и методология науки /Под ред. В.И. Купцова. М., 1996.
34. Фонта Я., Новы Л. История естествознания в датах. М., 1987.
35. Фролов И.Т. Философия и история генетики. М., 1988.
36. Хаин В.Е., Рябухин А.Г. История и методология геологических наук. М., 1997.
37. Храмов Ю.А. Физики: Биографический справочник. М., 1983.
38. Хэллем Э. Великие геологические споры. М., 1985.

.

Комментарии (2)
Обратно в раздел Наука