Понятие научной картины мира. Онтологический статус физической картины мира

Федеральное агенство по образованию

Волгоградский государственный  технический университет

Кафедра «Философия»

Контрольная работа

по курсу  «Методология научного творчества»

Понятие научной  картины мира. Онтологический статус физической картины мира.

Выполнил:

Проверила:

Волгоград, 2012

Под научной картиной мира классики естествоиспытатели понимают систематизированные, исторически  полные образы и модели природы и  общества. Огромен и разнообразен окружающий нас мир природы. Но каждый человек должен пытаться познать  этот мир и осознать свое место  в нем. Чтобы познать мир, мы из частных знаний о явлениях и закономерностях природы пытаемся создать общее - научную картину мира. Содержанием ее являются основные идеи наук о природе, принципы, закономерности, не оторванные друг от друга, а составляющие единство знаний о природе, определяющие стиль научного мышления на данном этапе развития науки и культуры человечества.

В каждый период развития человечества формируется  научная картина мира, которая  отражает объективный мир с той  точностью, адекватностью, которую  позволяют достижения науки и  практики. Кроме того, картина мира содержит и нечто такое, что на данном этапе наукой еще не доказано, т. е. некоторые гипотезы, предвидения, которые в будущем могут прийти в противоречие с опытом и достижениями науки, так что некоторые места в картине мира придется дополнять.

Научная картина мира уточняется и развивается  на протяжении многих веков - проникновение  в сущность явлений природы - бесконечный, неограниченный процесс, поскольку  материя неисчерпаема. С развитием  науки представления людей о  природе становятся все более  глубокими и адекватными, все  более отражающими истинное, реальное состояние окружающего мира. Неплохо  об этом сказал В. И. Ульянов*: «...человеческое мышление по природе своей способно давать и дает нам абсолютную истину, которая складывается из суммы относительных  истин. Каждая ступень в развитии науки прибавляет новые зерна  в эту сумму абсолютной истины, но пределы истины каждого научного положения относительны, будучи то раздвигаемы, то суживаемы дальнейшим ростом знания».

Мы  рассматриваем физические, химические, биологические науки. Общей формой систематизации, которая осуществляет синтез результатов этих наук со знаниями мировоззренческого порядка, является естественнонаучная картина мира. Это  синтетическое, систематизированное  и целостное представление о  природе на данном этапе развития научного познания. Ядром естественнонаучной картины мира служит картина мира лидирующей на данном этапе развития науки - физики, т. е. физическая картина  мира. Участие биологии в формировании естественнонаучной картины мира заключается  в обосновании идеи сохранения, в  разработке принципов эволюции, в  решении проблемы человека как биосоциального существа. Таким образом, мы будем в основном рассматривать объединение знаний на основе физической картины мира, но это совсем не значит, что формируется она только на уроках физики.

Не  только физические, но и многие химические и биологические явления невозможно объяснить, не обращаясь к основным закономерностям и теориям, которые  изучаются на уроках физики. Да это  и понятно: ведь физика изучает наиболее простые и наиболее общие виды движения материи, которые лежат в основе более сложных видов, изучаемых на лекциях по химии и биологии.

Достоверность результатов  моделирования тех или иных реальных явлений или процессов определяется как качеством аппроксимации  в рамках построения соответствующих  уравнений  эмпирической регрессии, так и обоснованностью применения найденных зависимостей для изучения конкретной предметной области. Далеко не всегда подобная достоверность, например существование электромагнитного  поля, наглядна для нас в обыденном  понимании. Вместе с тем по мере всё  более широкого внедрения электромагнитных явлений в производство и быт  человека, электромагнитное поле стало  не менее наглядным, чем поле тяготения.

Совершенствование систем символов в свою очередь позволяет видоизменять вещественные конструкции физических моделей. Из истории физики известно, что введение специальной символики  позволило Лагранжу и Гильберту  продвинуть геометрическую механику И. Ньютона, а несовершенство таких  фундаментальных представлений, как  бесконечная величина полной энергии  абсолютно чёрного тела, привела  М. Планка к гипотезе о световых квантах. Поиск равновесия между излучением и материей (проблема происхождения  спектра излучения нагретого  тела), которую Планк решал более  шести лет [Кляус 1980: 68], «вынудило» его редуцировать «натуральные» излучатели света до «темперированных» гармонических осцилляторов, то есть, по сути, применить в сфере оптики излучения свои познания из области музыкальной акустики. Излучатели в нагретом теле оказались «гармонизированы» (превратились в осцилляторы), и «темперированы» (дискретно распределены по частотам). Тем не менее физики посчитали, что выяснение физического смысла открытия М. Планка было результатом синтеза накопленных знаний на основе атомистического принципа, так как «связь между энтропией и вероятностью (рассматривалась им) в духе идей Больцмана» [Полак 1975:  696]. Больцман интерпретировал «самопроизвольные необратимые процессы… проявлением того, что система стремится к переходу от менее вероятного неравновесного состояния к наиболее вероятному равновесному состоянию» [Китель 1977:  47]. Формально такая связь выражается известной формулой:  S=k·ln(P), где P – термодинамическая вероятность состояния системы, а k – постоянная Больцмана. Таким образом, изменение качественной специфики представлений физических объектов непосредственно влечёт изменение онтологического содержания логико-гносеологических оснований физической картины мира.

Подобные конструктивные допущения в представлениях о  содержательной специфике физических объектов, как известно, в существенной степени являются аппроксимациями, качество которых зависит от объёма ранее накопленного эмпирического материала и от возможностей метода регрессионного анализа, привлечённого для его обработки. В объективном отношении для выработки нового эмпирического материала заметную роль сыграла «экспансия» физики в новые для неё предметные области, сопровождающаяся обнаружением качественно новых типов объектов. Но, как известно, неразвитая символика сдерживает научно-познавательный прогресс. Переход от относительно аддитивных макросистем классической физики, объясняющей логически замкнутую картину природы поиском механических причин и субстанций носителей сил, детерминируемых в наблюдаемые явления (в лапласовском смысле), к отказу от прямолинейного онтологизма  и пониманию относительности истинности теорий и картины природы привёл к скачкообразному развитию символики, которая, к примеру с позиций электродинамической теории Максвелла, феноменологической термодинамики и статистической механики, позволяет иметь альтернативные представления о структуре физической материи (непрерывность поля и дискретность материи) в виде неких спецификаций, являющихся концептуальными подструктурами классической механики, хотя и выходящими за пределы последней. Следует заметить, что синтез указанных подструктур представляет собой не просто расширение подструктуры, включающей в себя понятия и отношения других подструктур без какого-либо изменения, но предполагает радикальный пересмотр физических представлений о пространстве и времени, его непрерывности, которое не находит своё современное выражение в теоретико-множественной конструкции континуума.

Однако в отличие от классических образцов «обоснование теорий в физике предполагало экспликацию  при изложении теории операциональной основы вводимой системы понятий (принцип наблюдаемости) и выяснение связей между новой и предшествующими теориями» [Стёпин 1989:  3–8]. Поэтому новым конструктивным образам физического объекта стали соответствовать и обновлённые смыслы категорий (например, части и целого, причинности, случайности и необходимости, состояния, процесса и т.д.), которые после вторичной рефлексии эксплицировались как новое содержание философских категорий. Возможным это стало благодаря устранению диалектического противоречия между различными концептуальными подструктурами представлений теорий в принципиально новом формализме за счёт обобщения их исходных принципов. Это связано как с обобщением эмпирического и теоретического материала в новой предметной области, так и с включением в познавательный процесс новых конструктивных допущений, играющих не только конструктивную, но и инструментальную роль [Симанов 1994:  9–14]. Так, в связи с высоким уровнем фундаментальности проблем физики, предельных для современного уровня трактовки самой сущности бытия мира как целого, философские идеи в целом начинают определять методологию научного исследования:  «Физик вынужден заниматься философскими проблемами… К этому физиков вынуждают трудности их собственной науки» [Эйнштейн 1967 б]; «…каждый физик-теоретик, глубоко убежден, что его работа теснейшим образом переплетается с философией…» [Борн 1973:  44].

История науки наглядно показывает, что  в физике подобного рода обобщения  операциональной основы системы понятий имели место, в частности на основе обобщения принципа относительности. Указанное обобщение позволило осуществить синтетические процедуры между механикой и электродинамикой (между принципом относительности Галилея и положением о постоянстве скорости света в вакууме) [Омельяновский 1978:  60]. Такого рода «обобщения вплотную подвели науку к отказу не только от механики как общей концепции бытия, но и от оснований классической механики, от классического абсолютного пространства и его посленьютоновского заместителя – эфира» [Кузнецов 1982: 12].

Идеи А. Эйнштейна, Л. де Бройля, в конечном счёте, способствовали созданию волновой механики Э. Шрёдингером в 1926 г. А создание матричной механики, релятивистского обобщения волнового уравнения Э. Шрёдингера, в свою очередь, изменяло физические представления, уступая  место всё более адекватным реальности микромира конструктивным идеям. Как следствие, отбрасывается принцип непрерывности физического действия и энергии в пользу квантового постулата, вводится понятие стационарного состояния, замещается понятие динамической переменной новыми математическими объектами, отличающимися некоммутативностью умножения (q-числа и их матричное представление), вытесняется жёсткий детерминизм статистическими законами и заменяется одновременная измеримость физических характеристик системы различием совместимых и некоммутирующих величин. Кроме того, состояние как заданного точкой фазового пространства системы стало представляться состоянием векторов в бесконечномерном гильбертовом пространстве [Dirac 1973:  1–14].

Вместе с тем расширение поля исследуемых объектов открыло  путь к освоению сложных саморегулирующихся систем, которые характеризуются  уровнями организации, наличием автономных и вариабельных подсистем, массовым стохастическим взаимодействием их элементов, существованием управляющего уровня и обратных связей, обеспечивающих целостность системы. Именно втягивание таких объектов в предметное поле физического познания привело к  резкой перестройке в физической картине мира, которая уже рассматривается не статически, а как постоянно уточняемая и развивающаяся система относительно истинного знания о мире. Таким образом, в общности исходных посылок состоит то, что делает физическую картину мира основой картины мира в целом, формирующейся как результат неограниченной экстраполяции достоверных знаний на область ещё не доступную такой проверке.

 Поскольку обновлённые  смыслы категорий, соответствующие  новым конструктивным образам  физических объектов и приведшие  к новой системе познавательных  идеалов физической теории, были  связаны так же и с философским  мировоззрением и теорией познания, подобная замена не остаётся  строго в рамках одной лишь  физики. Новая категориальная сетка  по существу вводит новый образ  объекта, который предстаёт как  действительно сложная система.  Вместе с тем содержание категории  объекта позволяет рассматривать  объект уже не как самотождественную вещь, но как процесс, воспроизводящий некоторые устойчивые состояния и изменчивый в ряде других характеристик.

Таким образом, комплексный  характер логико-гносеологических проблем  при исследовании синтеза физической картины мира обосновывается в том  числе и междисциплинарной интеграцией  современной физики, в которой  преобладают по большей части  междисциплинарные, являющиеся следствием реализации идеи единства мира, и проблемно  ориентированные формы исследовательской  деятельности. Такая тенденция предполагает существование взаимосвязи, преемственности, взаимо-превращаемости различных объектов физического континуума, свойства которых суть следствия единых закономерностей, проявляющихся по-разному в зависимости от пространственно-временных масштабов. Осознание единства и взаимосвязи всех элементов мирового процесса ведёт к перестройке мышления в части возрождения на новом уровне синкретического видения мира, характерного для древних философских учений, ведь сам по себе синтез отвергает дуалистическое видение мира, а философские взгляды на мир предполагают диалектическую триаду (тезис–антитезис–синтез). Методологическая схема познания природы, таким образом, посредством физической картины мира отражает философские представления в части мировоззренческих возможностей физической картины мира.

Чтобы понять современную научную картину  мира, надо знать, как она развивалась.Начало развития научных представлений о мире восходит к VII-VI вв. до н. э. Это было время рабовладельческого общества, в котором обращение к физическому труду наказывалось презрением; поэтому природа исследовалась силой ума, а опыты игнорировались. Научные обобщения строились на начальных наблюдениях, в красочных картинах мира было еще много наивного, часто рядом с реальным отражением действительности в них уживался вымысел, который сегодня нам кажется несовместимым с мудростью древних мыслителей.*

В период развития феодального общества наряду с земледелием развивается ремесленничество, появляются мануфактуры. Их рост создает  предпосылки для возникновения  науки, опирающейся на эксперимент. Вначале опыты были примитивными и проводились без всякой системы - это было время «ползучего эмпиризма», но они подготавливали почву для  новых опытов, приводили к открытию закономерностей, которые использовались для объяснения явлений природы, построения картины мира. В это  время производство было примитивным; основным видом движения, с которым  оно имело дело, было механическое движение. Естественно, что первыми  были открыты и исследованы законы механики, они стали основой научного объяснения мира: XIV-XVIII вв. - это время  расцвета механической картины мира.