Степан Карпенков - Концепции современного естествознания

• Название: Концепции современного естествознания
• Автор: Степан Карпенков
• Жанр: Биология

Учебник написан в соответствии с государственными образовательными стандартами. В нем изложены вопросы естественно-научного познания окружающего мира, фундаментальные концепции, принципы и законы природы, рассмотрены актуальные проблемы современного естествознания, связанные с изучением природных процессов и свойств веществ на молекулярном уровне, отражены естественно-научные аспекты энергетики, экологии и освещены важнейшие достижения естествознания, лежащие в основе современных наукоемких технологий. Предназначен для студентов высших учебных заведений. Может быть интересен и полезен широкому кругу читателей.

---

В современной научной сфере подобный разгул воображений в сочетании с математическими изысками становится серьезным препятствием в развитии естественно-научного познания, основу которого составляют эксперимент и опыт.

Такой разгул достиг немыслимых масштабов. Рождаются всевозможные теории ради теорий. Растет рейтинг так называемых теоретических исследований, подтвержденный индексом цитирования, который поднимает скороспелые работы без каких-либо экспериментальных обоснований до небывалых высот. В умах некоторых исследователей, обладающих немыслимой фантазией, рождаются идеи о существовании неких загадочных частиц, для обнаружения которых строятся ускорители – сооружения гигантских масштабов.

Экспериментальный поиск гипотетических частиц носит глобальный характер и требует громадных затрат финансовых, интеллектуальных и природных ресурсов, которые на нашей планете весьма и весьма ограничены. Возникает вопрос, стоит ли тратить такие гигантские средства ради того, чтобы пересмотреть современные гипотезы мироздания либо узнать, как устроен мир даже в фантастически малых масштабах? Стоит ли игра свеч?

В последнее время многие научные журналы, особенно отечественные, переполнены теоретическими статьями, результаты которых редко когда подтверждаются экспериментом или опытом. Авторы таких статей относят свои «изыскания» к теории, к фундаментальной науке, хотя по сути они представляют собой описание гипотез с применением чаще всего сложного математического аппарата с запутанной системой доказательств, ничего общего не имеющих с истинными фундаментальными исследованиями. Практическая значимость и полезность подобных изысканий весьма сомнительны.

Так называемые «теоретические» истины рождаются фантазией человека, которая всегда опережала его объективные реальные возможности познать мир и приблизиться к естественно-научной истине. Фантазиям нет предела. Так, не успев разобраться с элементарными частицами – кирпичиками мироздания, возникла другая не менее фантастичная гипотеза о существовании якобы нового вида материи – темной материи, из которой в основном состоит Вселенная, и предлагаются способы ее экспериментального поиска. Телевидение возвело эту гипотезу в ранг величайшего открытия. Создается ошибочное представление о том, что, сделав решительный шаг, можно обнаружить таинственную материю.

Подобные гипотезы и попытки их экспериментально подтвердить (и только таким единственным способом превратить их в естественнонаучную истину) отвлекают огромную армию наиболее способных исследователей, приводят к истощению природных ресурсов и сдерживают поступательное развитие естественно-научного познания, которому всегда препятствовала не ее непостижимость, а заблуждения. Это касается исследований объектов как неживой, так и живой природы, включая постижение тайн жизни и истоков ее происхождения.

Подчеркивая важную роль эксперимента, великий российский ученый-энциклопедист М.В. Ломоносов утверждал: «Один опыт дороже тысячи мнений, рожденных воображением». «Знания, не рожденные опытом, матерью всякой достоверности, бесплодны и полны ошибок», – сказал гениальный Леонардо да Винчи (1452–1519).

Проведение эксперимента или опыта – это важнейший этап естественно-научного познания. Эксперименты и опыты чаще всего включают измерения. Подчеркивая важную роль измерений, выдающийся российский ученый Д.И. Менделеев (1834–1907) писал: «Наука началась тогда, когда люди научились мерить; точная наука немыслима без меры». Однако измерений абсолютно точных не бывает, как бы тщательно ни проводился эксперимент или опыт. Неточность результатов эксперимента или опыта и, следовательно, относительность естественно-научной истины обусловливаются двумя факторами: объективным и субъективным.

Один из объективных факторов – динамизм познаваемого мира. Вспомним слова древнегреческого философа Гераклита (ок. 544–483 до н. э.): «Все течет, все изменяется; в одну и ту же реку нельзя войти дважды». Действительно, свойства материальных объектов природы с течением времени изменяются. Хотя такие изменения за время проведения эксперимента или опыта, как правило, незначительны, все равно они не позволяют получить абсолютно точных результатов.

Другой объективный фактор неточности результатов эксперимента и опыта связан с несовершенством технических средств измерений. Чем выше чувствительность и разрешающая способность приборной техники, тем ближе результаты экспериментальных измерений к абсолютной естественно-научной истине.

Можно назвать еще один важный объективный фактор относительности естественно-научной истины: ни одно явление природы, ни одно свойство объектов природы, ни одно эмпирическое обобщение нельзя выразить абсолютно точно даже в общепринятых понятиях и терминах. «Мысль изреченная есть ложь» – это глубокое философское обобщение, выраженное Ф.И. Тютчевым (1803–1873) в замечательном стихотворении Silentium (Молчание), сознательно представляется или неосознанно чувствуется не только естествоиспытателем, но и всяким ученым, стремящимся познать истину. Ясное представление сущности познаваемого объекта, четкие определения и понятия позволяют приблизиться к истине, и в этом отношении среди множества научных отраслей физика занимает лидирующее положение. «Основная философская ценность физики в том, что она дает мозгу нечто определенное, на что можно положиться. Если вы окажетесь где-то не правы, природа сразу же скажет вам об этом. Каждый шаг этого познания истины оставляет более или менее представительный след в памяти, а полученные материалы более чем где-либо в другом месте пригодны для ответа на важный вопрос: откуда приходит знание? Я обнаружил, что все ученые, продвинувшие своими трудами науку (Гершель, Фарадей, Ньютон, Юнг), хотя и очень сильно отличались друг от друга по складу своего ума, имели четкость в определениях и были полностью свободны от тирании слов, когда имели дело с вопросами Порядка, Законов и т. п. Этого никогда не смогут достигнуть литераторы и люди, занимающиеся только рассуждениями», – утверждал Дж. К. Максвелл.

Эксперимент и опыт проводит человек, органы чувств и интеллектуальные способности которого далеки от совершенства. Errare humanum est – ошибаться свойственно человеку (известное латинское выражение). Это и есть субъективный фактор неточности естественнонаучных результатов. Например, человек посредством зрения способен воспринимать значительную часть информации об окружающем мире в чрезвычайно узком интервале электромагнитных волн – только в области видимого спектра. Это означает, что возможности органов зрения воспринимать информацию в довольно широком диапазоне электромагнитных волн ограничены. Конечно, человек может воспринимать информацию и в радио-, и в рентгеновском, и в других диапазонах электромагнитных волн. Однако при этом используются технические средства, которые, как и любая измерительная техника, не позволяют получить абсолютно точных результатов.

Таким образом, субъективный и объективный факторы определяют относительность естественно-научной истины. Можно говорить, кроме того, об относительной истине как отражающей объект познания не полностью, а в объективно обусловленных пределах. В то же время естественно-научная истина хотя и относительна, но содержит элементы абсолютного знания. Абсолютная истина полностью исчерпывает объект познания.

Математическая истина также относительна: в математике кажущаяся абсолютность логически выведенных истин ограничивается рамками начальных условий, исходных аксиом и применяемых понятий.

Естественно-научная истина всегда объективна по содержанию, но субъективна по форме как результат человеческого мышления.

Основные положения естественно-научного познания. Сформулируем три основных положения естественно-научного познания:

– в основе естественно-научного познания лежит причинно-следственная связь;

– критерий естественно-научной истины – эксперимент, опыт;

– любая естественно-научная истина относи-тельна.

Этим положениям соответствуют три этапа естественно-научного познания. На первом этапе устанавливается и количественно описывается причинно-следственная связь согласно принципу причинности. Первое и достаточно полное определение причинности содержится в высказывании Демокрита: «Ни одна вещь не возникает беспричинно, но все возникает на каком-нибудь основании и в силу необходимости».

В современном понимании причинность означает связь между отдельными состояниями видов и форм материи в процессе ее движения и развития. Возникновение любых материальных объектов и систем, а также изменение их свойств во времени имеют свои основания в предшествующих состояниях материи в процессе ее движения и развития; эти основания называются причинами, а вызываемые ими изменения – следствиями. Процесс естественно-научного познания представляет собой длинную цепь причинно-следственных связей, составляющих, кроме того, основу любых других видов деятельности человека.