Глава 16. Закономерности развития науки. Обусловленность развития науки потребностями общественно-исторической практики

Наука призвана отвечать насущным потребностям производства. Это главная движущая сила, источник развития науки. Многие направления научного исследования приносят такие результаты, которые быстро находят практическое, производственное применение. В то же время существуют направления, которые дают определенные (иногда весьма интересные и ценные) результаты, но которые, однако, в данный момент не находят практического применения. Из этого однако не следует делать вывод о бесполезности исследования некоторых научных проблем. Поскольку нередко, много лет спустя может обнаружиться практическая значимость тех или иных научных открытий.

Определяющая роль производства в развитии науки состоит в следующем:

1. Производство ставит задачи, требующие своего разрешения, создавая потребность в определенных знаниях.

2. Оно создает материально-техническую базу для научного исследования, обеспечивая последнее необходимыми приборами, материалами и т.д.

3. Производство служит объективным критерием истинности знаний и является сферой проверки их достоверности.

В истории общества первоначальные знания возникали из непосредственных, жизненных потребностей людей. Вначале они носили беспорядочный, бессистемный характер, зачастую оказывались противоречивыми. Но в ходе развития общества эти знания упорядочивались, систематизировались, в них устранялись противоречия, устанавливались связи, взаимозависимости явлений.

Так возникали первые зачатки науки в Древнем Египте, Вавилоне, в Древней Греции и в Древнем Риме. К этим зачаткам относилась прежде всего астрономия, которая была вызвана к жизни практическими потребностями земледелия, потребностью в ориентации при путешествиях, необходимостью измерения времени, требовавшего изучения движения Солнца. Совсем не из простого любопытства вавилонские и египетские жрецы описывали пути движения светил, совершенствовали астрономические знания, вырабатывали и улучшали технику измерения, строительства, счета и т.д. Все это определялось необходимостью руководить земледелием, вычислять время начала земледельческих работ и необходимостью проведения инженерных работ, регулирующих уровень воды в Ниле и Евфрате.

Прогрессу астрономии способствовало развитие математики. А в математике развивались те отрасли, которые были связаны с повседневными нуждами людей, возникавшими в их хозяйственной и военной деятельности (подсчет голов скота, разбивка земельных участков и измерение их площади, сравнение длин различных путей, денежные расчеты и т.п.). А это требовало, в первую очередь, развития арифметики и элементарной геометрии.

Необходимость борьбы с болезнями людей и животных положила начала развитию медицины и ветеринарии, которые, в свою очередь, послужили основой развития ботаники. Последняя возникает под влиянием практических потребностей медицины и растениеводства. В трудах древнегреческого философа и ученого, считающегося «отцом» ботаники, Теофраста (370-285гг. до н.э.) уже имеются описания того, как культивировать виноград, бороться с болезнями злаков и т.д.

Развитие механики в XVII веке было также вызвано практическими потребностями: совершенствованием водяных мельниц, производством часов, применением различных механизмов.

Стремление найти источник энергии, независимый от местных условий (наличия, например, реки или регулярно дующих ветров, приводивших в движение механизмы водяных и ветряных мельниц), и получить более совершенный тип двигателя привело к созданию паровой машины. Однако, первые паровые машины были все же несовершенны. К концу XVIII века растущая промышленность потребовала создания универсального и достаточно экономичного двигателя, что и было осуществлено Джеймсом Уаттом. Но быстрое распространение паровых машин в первые десятилетия XIX века все настойчивее требовало их усовершенствования, что не могло быть решено без глубоких исследований тепловых явлений, в частности, свойств пара. Результатом этих исследований стало рождение новой науки, получившей наименование термодинамики. А это, в свою очередь, оказало существенное влияние на открытие закона сохранения и превращения энергии.

Такой раздел физики, как оптика, также возник под влиянием практических потребностей. Все возраставшая техническая ценность микроскопов, зрительных труб, телескопов во многом определило развитие учения о свете. Практические запросы заставили заниматься вопросами оптики Галилея, Ньютона, Гюйгенса, Эйлера, Ломоносова и других ученых.

История науки XX века также убедительно доказывает, что обнаружение практической значимости того, или иного исследования приводит к развитию или даже возникновению в некоторых случаях той или иной области знания. Поучительным примером является появление и развитие кибернетики. Эта наука возникла не из чистой любознательности ученых. Главный толчок для своего возникновения и развития она получила из практики – из необходимости наладить в техническом отношении противовоздушную оборону. Во время Второй мировой войны правительство США поручило Н.Винеру и Дж.Биглоу изучить возможность автоматически регулировать стрельбу орудий противовоздушной обороны. Решение этой проблемы и привело в 40-х годах ХХ века к созданию кибернетики.

Таким образом практические потребности всегда благоприятно влияли на развитие науки, особенно естествознания.

Относительная самостоятельность развития науки

Хотя развитие науки определяется практическими потребностями общества, однако, в своем развитии наука не всегда строго следует за потребностями производства. Это значит, что наука обладает относительной самостоятельностью, т.е. в своем развитии, она отличается определенной независимостью от производственных потребностей. И хотя во многих случаях практические потребности дают мощный толчок развитию науки, она все же развивается по своим специфическим законам, отличным от законов развития производства. Способность науки к относительно самостоятельному развитию приводит к тому, что нередко появляются теории, которые не связаны с существующей практикой. Имеется много примеров научных открытий, которые не порождаются непосредственно производственными, экономическими причинами. Так, например, открытие дифракции, интерференции, поляризации и дисперсии света не вытекало непосредственно из потребностей производства. Не диктовалось непосредственно потребностями производства также создание неевклидовой геометрии, периодической системы химических элементов, теории относительности, математической логики и т.д.

Относительная самостоятельность науки определяется внутренней логикой её развития.

Внутренняя логика и преемственность в развитии науки

Под внутренней логикой развития науки понимается строго определенная последовательность появления научных идей, открытий, развития отдельных наук и их разделов, постановки проблем и их решения. Такая последовательность определяется, прежде всего, уже достигнутым к данному времени уровнем развития науки. Именно этот уровень определяет задачи, которые могут быть поставлены и решены при существующих знаниях. И когда поставленная задача оказывается решенной, то за ней следует дальнейший шаг, который предстоит сделать. Французский физик Луи де Бройль отмечал, что «каждый успех научного познания ставит даже больше проблем, чем решает. Каждая новая открытая земля позволяет нам считать, что за ней существует другая неоткрытая».

Таким образом, за каждой решенной проблемой возникает новая проблема, ждущая своего решения. Как только была открыта радиоактивность урана, то сразу же логически встал вопрос о поисках других радиоактивных элементов, об изучении светового, химического и биологического действия радиоактивных излучений. Ответ на один вопрос приводил к постановке другого. Начавшееся исследование радиоактивных излучений уже не могло не привести к теории атомного распада, познанию строения атомного ядра, открытию искусственной радиоактивности, а затем и реакции ядерного деления.

Коль скоро физики начали изучать атомное ядро,то рано или поздно они должны были дойти до атомной бомбы и других использований атомной энергии. Практическая потребность в ней – вторая мировая война – лишь ускорила решение проблемы, но она была бы решена и без войны, только несколько позже.

Внутренняя логика развития науки не позволяет ставить и решать проблемы в произвольном порядке. По словам видного отечественного ученого К.А.Тимирязева научная мысль не может двигаться капризными, случайными скачками. Она должна идти вперед строго логическим путем, переходя от простого к сложному.

Поэтому в естествознании были сначала исследованы простейшие формы движения материи. А затем уже на их основе – более сложные. А к высшим формам относятся биологическая и социальная формы. В связи с этим Ф. Энгельс отмечал, что механика (по Ньютону, земная и небесная) которая изучает простейшую форму движения материи, появилась раньше других естественных наук. На основе механики формировалась физика, затем химия, а еще позднее – геология и биология.

Внутренняя логика предполагает преемственность в развитии идей и принципов, понятий и теорий, методов и приёмов науки. С этой точки зрения научное познание представляется как внутренне единый целенаправленный процесс: каждая более высокая ступень в развитии науки возникает на основе предшествующих ступеней с удержанием всего положительного, ценного, что было накоплено раньше.

Ученые неизбежно ограничены рамками накопленных знаний и опыта. Открытие, например, рентгеновских лучей не могло произойти ни в XVII, ни в XVIIIвв., так как для этого не было никаких научных предпосылок. Но это открытие неминуемо должно было произойти на рубеже XIX и ХХвв., ибо для него уже были подготовлены все необходимые условия: имелась трубка Крукса (источник лучей Рентгена), были известны свойства платино-синеродистого бария, существовали фотографические пластинки (с помощью которых можно было обнаружить эти лучи), целый ряд ученых (Крукс, Герц и др.) уже занимался исследованием катодных лучей. Любое открытие делается тогда, когда оно становится возможным с научно-технической точки зрения.

Случаи сознательного или бессознательного игнорирования логики научного познания со стороны исследователей приводят к неправильным выводам, не согласующимся с действительностью. Но такого рода результаты достаточно быстро устраняются из науки. Наука представляет собой самокорректирующуюся систему, невольные или сознательные подтасовки не могут в ней долго оставаться нераскрытыми.

Логика развития науки определяет её «внутреннюю историю», которая складывается под влиянием исключительно внутренних импульсов, возникающих в самой науке, без учета влияния всякого рода внешних факторов (социальных, культурных, финансовых и прочих). Последние, разумеется, тоже имеют место, но определяют облик уже иной, «внешней» истории науки.

Любое научное положение, сколь бы абстрактным и далеким от практических потребностей оно ни казалось в момент его открытия, рано или поздно найдёт свою область применения, если только оно истинно.

Таким образом, развиваясь по своим внутренним законам, наука создает определенный запас знаний, не находящий применения в данный момент времени, но необходимый для будущего.

Ускорение темпов развития науки

Данная закономерность представляет интерес в свете увеличения роли науки в жизни общества. До эпохи Нового времени наука развивалась крайне медленно. В эпоху Средневековья не могло быть ускоренного развития науки по следующим причинам:

1. феодальное производство легко обходилось без применения науки;

2. наука того времени (так же как и философия) по сути была служанкой религии;

3. не существовало еще эффективных средств распространения знаний (книгопечатание начало распространяться в европейских странах лишь с XVI века).

Ускоренное развитие науки начинается с возникновения капиталистического способа производства.

1. Первой и главной причиной ускоренного развития науки явилось ускоренное развитие производительных сил, нарастающий темп технического прогресса, что оказалось возможным только в условиях капиталистического способа производства.

2. Второй причиной ускоренного развития науки стало непрерывное аккумулирование объема знаний, который ныне значительно превосходит тот объем знаний, который был накоплен предшествующими поколениями ученых.

3. Большую роль в ускоренном развитии науки сыграло развитие технических средств связи, хранения и переработки информации, что обеспечило широкие возможности для ученых в деле доступа к научной информации, обмену научными идеями, в результате чего, создавались все большие возможности для познания закономерностей окружающего мира.

4. Возрастающий охват научными исследованиями таких областей, которые ранее не были в поле зрения науки. Это порождало необходимость процесса дифференциации научных знаний, что в свою очередь, открывало новые возможности для более глубокого познания материального мира и самого человека.

5. Ускорение развития науки было тесно связано с увеличением числа людей, тесно связанных с научными исследованиями. Темпы роста количества ученых стали опережать темпы роста народонаселения.

По данным Дж. Бернала, число ученых в развитых странах мира удваивалось каждые 10 лет еще в первой половине XX века. Известный французский ученый Пьер Оже по заданию ЮНЕСКО проанализировал вопрос о путях развития современной науки. Он обнаружил, что основные показатели, сопровождающие это развитие (количество публикуемых работ, количество журналов, количество открытий, численность научных работников и т.д.) увеличиваются по экспоненте. Такой экспоненциальный характер развития прослеживается, начиная с XVIII века.

Д.Прайс в своей книге «Наука со времен Вавилона» приводит график роста числа научных журналов, начиная с наступления эпохи Нового времени. Первый научный журнал появился в 1665г. В 1750г. издавалось 10 журналов; в 1800г. в мире уже было около 100 периодических научных изданий; в 1850г. – порядка 1000, в 1900г. – 10 тысяч, а во второй половине ХХ века (1965г.) – около 100 тысяч периодических научных изданий.

В дальнейшем не исключено замедление темпов развития науки (в плане роста научных кадров, ассигнований, числа научных журналов и т.д.), но вопрос этот остается открытым и ускоренное развитие науки на сегодняшний день продолжается оставаться одной из закономерностей этого развития.

Возрастание взаимосвязи и взаимодействия различных областей науки

Тенденция возрастания взаимосвязи и взаимодействия различных областей науки может осуществляться различными путями:

1. использование методов одной науки для изучения объектов и процессов другой;

2. использование данной наукой знаний, накопленных другими науками (интегративные процессы в науке);

3. взаимодействие наук через технику и производство;

4. взаимодействие наук через изучение общих свойств различных видов материи.

Успехи, достигнутые в одной области знания, оказывают влияние на другие области знаний. Например: физика стимулирует развитие математики, а математические абстракции и обобщения привели к решению многих физических проблем. Очень важным в процессе взаимодействия наук является использование одними науками методов и средств научного познания, используемых другими науками. Например: применение в биологии метода «меченых атомов», используемого в химии и физике, привело к успехам в изучении обмена веществ.

Возможность и необходимость взаимосвязи наук определяется взаимосвязью различных форм движения материи, которые существуют не изолированно и могут переходить друг в друга. Как известно, высшие формы движения включают низшие, хотя и не сводятся к ним. Так как существует объективная связь между различными формами движения материи, то должна существовать связь и между естественными науками, изучающими их. Взаимное влияние наук друг на друга представляет объективную закономерность их развития, вытекающую из взаимосвязи различных форм движения материи.

Математизация науки

Более ста лет назад Карл Маркс отмечал огромное значение математики для развития науки. По его словам, «наука только тогда достигает совершенства, когда ей удается пользоваться математикой.»

Дело в том, что наука, исследуя тот или иной процесс, стремиться исследовать не только его качественную специфику, но и дать ему количественную характеристику, а для этого необходимо использовать математику. По мнению одного из крупнейших ученых-математиков Д.Гильберта, без применения математики современная астрономия и физика были бы невозможны. Известно, например, что еще на раннем этапе развития астрономии математики оказали ей большую услугу благодаря открытию логарифмов. Таблицы логарифмов позволили астрономам проделывать за несколько часов работу, на которую раньше требовались месяцы. Впервые таблицами логарифмов воспользовался И.Кеплер в 1620 году.

Одно из величайших открытий в области математики – дифференциальное и интегральное исчисления – обеспечило возможность проникновения в сущность многих физических процессов, позволило успешно решить важные проблемы механики и астрономии.

Многим обязана физика развитию теории вероятности. В 1857-1860гг., например, эта теория успешно применялась Клаузиусом и Максвеллом для разработки кинетической теории газов. И по сей день она остается важным инструментом исследования во многих областях современной физики.

Но широкое использование математики в механике, физике, астрономии в XIX веке не сопровождалось столь же широким применением ее в других областях естествознания. Характеризуя применение математики в естественных науках во второй половине XIX века, Ф.Энгельс писал: «Применение математики: в механике газов приблизительное, в механике жидкостей уже труднее; в физике больше в виде попыток и относительно; в химии простейшие уравнения первой степени; в биологии = О».¹

С тех пор положение сильно изменилось. Расширяющееся применение математики в XIX веке продолжалось на протяжении всего XX-го столетия. В XX-ом веке математика оказалась необходимой при изучении таких явлений, наглядное представление которых было невозможным. Изучение физикой элементарных частиц, атома и его ядра потребовало выражения их движения в математической форме (квантовая механика). По словам Эйнштейна, доступ к главнейшим и принципиальнейшим проблемам физики требует совершенных математических методов. Математический аппарат современного естествознания усложняется, позволяя глубже и точнее познавать законы движения материи.

В настоящее время математические методы широко используются в биологии, в лингвистике и в других областях, где раньше они не находили применения или использовались в малой степени. А это способствует прогрессу науки. Ускоряющемуся процессу математизации наук во второй половине XX-го века в немалой степени способствовало бурное развитие электронно-вычислительной техники.

Дифференциация и интеграция наук

Процесс дифференциации, выразившийся в формировании основных наук, изучающих природу, начался еще в XVIII-ом веке и продолжался большую часть XIX-го столетия. Это был период второй глобальной научной революции, которая привела к дисциплинарному построению научного знания. Каждая из образовавшихся в процессе дифференциации наук точно определила свой предмет исследования и стала исследовать его своими специфическими, частными методами.

В античный период не существовало строгого разграничения между конкретными областями исследования, то есть не существовало отдельных научных дисциплин (за исключением разве математики и наблюдательной астрономии). Все известные знания рассматривались в то время в рамках философии, как единой, нерасчлененной области знания.

Впервые отдельные естественнонаучные дисциплины возникают с наступлением Нового времени, когда появляется экспериментальное естествознание. Наряду с появлением новых дисциплин происходило превращение частей, разделов прежних наук в самостоятельные дисциплины. Таким образом, усиливалась тенденция дифференциации научного знания.

Дифференциация наук явилась неизбежным и закономерным следствием быстрого увеличения и усложнения знаний. Она ведет ко все большей специализации и разделению научного труда. Дифференциация способствует значительному возрастанию глубины знаний в узких областях, изучающих различные явления и процессы. Но одновременно она приводит к ослаблению связей между отдельными научными дисциплинами, а соответственно, к постепенной утрате взаимопонимания между учеными. Сугубо дисциплинарный подход грозил превратить науку в совокупность обособленных, изолированных областей исследования, в результате чего утрачивалось понимание места, роли, значения каждой дисциплины в общем процессе познания единого, целостного мира.

В связи с этим возникла необходимость преодоления узкодисциплинарного подхода и выработки иного подхода, который противопоставлялся бы отрицательным последствиям дифференциации. Этот новый подход, позволяющий изучать явления с единой, общей точки зрения, получил наименование интегративного. Таким образом уже в ХХ веке, наряду с процессом дифференциации, стал происходить процесс интеграции наук, то есть процесс сращивания, взаимопроникновения наук, объединение их в единое целое. Следствием этого стало возникновение и развитие пограничных, «стыковых» наук, таких как астрофизика, физическая химия, геофизика, геохимия, биохимия, биофизика и так далее. Возникновение таких наук было связано с необходимостью изучать разные стороны одного и того же явления.

Постепенно возникали комплексные науки. Примером может служить кибернетика, изучающая то общее, что свойственно системам как живой, так и неживой природы. Одним из путей интеграции наук, получившим все большее распространение во второй половине XX-го века, явилось объединение наук для решения масштабных задач, выдвинутых практикой. Рождение космонавтики потребовало объединения усилий представителей самых различных наук: технических наук, физики, биологии и так далее.

Таким образом, развитие науки представляет собой диалектический процесс, в котором дифференциация сопровождается интеграцией, то есть все более узкая научная специализация сочетается со взаимопроникновением и объединением самых различных направлений научного познания мира.

Постепенность развития науки

Данная закономерность в развитии науки выражается в чередовании эволюционного развития и революционной ломки теоретических основ науки, что приводит к смене научной картины мира.

Эволюционное развитие науки – это процесс постепенного накопления новых фактов, экспериментальных данных в рамках существующих, установившихся теоретических воззрений. Это период относительно спокойного развития науки, в процессе которого идет расширение, уточнение, доработка уже принятых ранее теорий, понятий, принципов и т.д.

Революция в науке наступает в связи с коренной перестройкой ранее установившихся воззрений, когда происходит пересмотр многих фундаментальных положений, в результате открытия принципиально новых явлений, которые не укладываются в рамки прежних воззрений (подробнее о научных революциях сказано в разделе 7-11).

Критика и борьба мнений в науке

Борьба мнений существует в науке со времени ее возникновения. Разногласия между учеными возникают в силу различных причин и обстоятельств.

1. Разногласия чаще всего возникают в тех областях знания, где еще мало накоплено фактического материала. Это приводит к возникновению различных гипотез, теорий, которые существуют одновременно и между которыми идет борьба. Неполнота, несовершенство знаний, существующих на данном этапе, неизбежно приводит к различному толкованию одного и того же ряда известных фактов. Но с течением времени, по мере накопления новых научных данных, как правило, удается сблизить точки мнения и перейти к единому взгляду на изучаемое явление.

2. Возможность различных трактовок одного и того же явления (даже в рамках одного и того же мировоззрения) объясняется и различным складом мышления разных ученых. Известный немецкий физик Макс Лауэ отмечал, что «физика нуждается в исследователях различного дарования, и быстро попала бы в тупик, если бы все физики были одного и того же умственного типа».¹ Так, стремясь объяснить одни и те же опытные данные, Э.Шредингер создал волновую механику, а В.Гейзенберг – матричную механику. Но это были различные аспекты одной и той же области явлений. И не удивительно, что потом эти две механики слились в одну квантовую механику.

3. Борьба может возникать между сторонниками различных представлений о тех или иных явлениях, в основе которых лежат диаметрально противоположные мировоззренческие или методологические установки (материалистические или идеалистические, метафизические или диалектические представления). Такого рода борьба пронизывает всю историю естественных наук. Примером могут служить столкновения сторонников идеи креационизма (сотворения мира) и идеи естественного развития мира и возникновения жизни на Земле. Или борьба между метафизическими представлениями о природе (К.Линней, Ж.Кювье и др.) и эволюционным (диалектическим) ее пониманием, сторонниками которого были Ч.Лайель, Ч.Дарвин и др.

4. Борьба неизбежно возникает тогда, когда обнаруживаются ошибки, заблуждения в старых теориях и им на смену приходят новые, что вытекает из самого характера процесса познания. Ошибки и заблуждения в процессе познания не только возможны, но и неизбежны. Их появление обуславливается сложностью самого процесса познания, ограниченностью существующего уровня знаний, несовершенством средств исследования, неверными методологическими установками и другими причинами. Но значение работы ученого определяется не количеством допущенных им ошибок, а важностью того, в чем он в конце концов оказывается прав. Замена относительной научной истины другой, более точно отражающей изучаемые процессы и явления, может осуществляться путем развития, уточнения, обогащения прежних представлений. Но иногда новые факты могут привести к необходимости полного отказа от старых представлений и к построению новых.

5. В науке ученые постоянно имеют дело с новым, а вокруг нового неизбежна борьба. Наука по своей сути враждебна консерватизму, и для нее очень опасно не критически воспринимать суждения авторитетов и установившиеся догмы. Наука не может двигаться вперед, не отбрасывая устаревшие положения. Но при этом новое в науке приходит на смену старому не автоматически, а в результате острых столкновений различных мнений ученых. Сторонники старых представлений зачастую отстаивают их с очень большим упорством. Наука получает большую пользу, когда по одному и тому же вопросу имеются несколько конкурирующих между собой точек зрения. Это объясняется тем, что представляющие эти различные точки зрения ученые привлекают разнообразный фактический материал, сопоставляют его, производят опыты, проверяют строгость логических рассуждений оппонентов, для того чтобы отстоять свою точку зрения. В результате наука обогащается новыми выводами и фактами, имеющими весьма важное значение. Без свободы критики, без борьбы мнений наука переживала бы стагнацию и вообще перестала бы быть наукой.

.