Понятие научной революции. 
Тенденции развития науки

Наука не является и никогда не будет являться законченной книгой. Каждый важный успех приносит новые вопросы. Всякое развитие обнаруживает со временем все новые и более глубокие трудности.

А. Эйнштейн

Развитие науки осуществляется в двух основных формах — эволюционной и революционной. Эволюция в науке представляет собой многолетнее накопление новых фактов и знаний в рамках существующей парадигмы, принятых научных теорий и принципов мышления.

Научные революции представляют собой особые периоды развития науки, во время которых старая парадигма замещается целиком или частично новой научной парадигмой, несовместимой со старой. В результате накопления новых экспериментальных данных и открытия новых явлений происходит пересмотр фундаментальных положений, законов и принципов науки, создание новой системы понятий и выведение новых теоретических выводов, которые противоречат прежним. К важнейшим чертам научных революций следует отнести:

• — новые и неожиданные объяснения причинно-следственных связей и закономерностей в известных ранее знаниях, которые, как правило, вызваны получением новых научных фактов, открытием новых явлений либо отказом от канонических теорий и допущений;
• — ряд открытий объективно обусловливает постепенный отказ научного сообщества от ранее принятой научной теории в пользу принципиально иной теории по мере получения все новых подтверждений ее справедливости и обоснованности, причем изменения одновременно происходят не в одной, а во многих взаимосвязанных областях науки;
• — изменение сложившейся парадигмы, разрыв с устоявшимися научными взглядами, поскольку новая теория предполагает изменение правил и методов научных исследований и оказывает воздействие на развертывание новых научных изысканий в других научных областях;
• — переоценка известных научных фактов, творческий характер интерпретации достигнутых ранее знаний в контексте их нового понимания;
• — переход от натурных экспериментов с конкретными объектами к исследованию их математических моделей, высокая степень математизации науки.

История развития науки охватывает четыре научных революции, отличающихся радикальными качественными изменениями своей парадигмы.

Первая научная революция произошла в XVII в. и привела к возникновению классической науки, кардинально изменив предмет познания и представление о научной картине мира, месте и роли в ней человека. Метафизика постепенно утратила свою актуальность, а научную силу приобрела механика, заложив основы теоретического фундамента классической физики и открыв путь к ее дальнейшему развитию. Научная революция XVII в. привела к становлению классического естествознания, с присущими ему характерными методологическими принципами.

Результатом развития классической ньютоновской механики явилось создание единой механистической картины мира. Основываясь на научной рациональности, картину мироздания стали рассматривать с позиций механики, а механистическое мировоззрение приобрело первостепенную методологическую роль и стало применяться в других научных областях в качестве основной концепции. Процедура объяснения сводилась к поиску механистических причин и элементов системы механики, динамика которой определяется импульсами и координатами всех тел, образующих данную систему. Если в данный момент времени известны координаты и импульсы, то можно однозначно установить значения координат и импульсов в любой последующий момент времени, а также вычислить значения других механических величин — энергии, момента количества движения и т. д.

Для научного знания стали принципиально важными объективность и предметность, которые возможны только при исключении из описания и объяснения всего, что относилось к субъекту и процедурам познания. Огромные перспективы открыл перед физикой и естествознанием экспериментально-математический метод познания. В практике научных исследований вместо эмпирического наблюдения начинает доминировать эксперимент, позволявший изучать те или иные процессы или явления в контролируемых и варьируемых исследователем условиях.

В качестве основного научного принципа утвердился объективизм, полагавший, что знание о природе не зависит от сознания исследователя и применяемых им методов исследования. Объекты рассматривались как простые механические системы, действующие в соответствии с принципами детерминизма.

Начался процесс математизации науки, формализованные математические модели и алгоритмы стали основой исследований сложных физических процессов и явлений.

Механика Ньютона послужила фундаментом механистических взглядов на материальный мир и господствовала вплоть до XIX в.

Вторая научная революция, произошедшая в конце XV11I — первой половине XIX в., логически завершает становление классического естествознания, ориентированного в основном на изучение механических и физических явлений. Ее итогом становится дисциплинарная организация классической науки.

С появлением электромагнитной теории Д. Максвелла, статистической физики и других теорий завершилось становление классической физики. Окончательно утвердился принцип механической редукции, т. е. сведение всех явлений и процессов к механическим взаимодействиям.

Но с активным развитием таких наук, как биология, химия, геология, палеонтология и др., механическая парадигма перестала быть общезначимой. Появились предпосылки электромагнитной картины мира. Специфика объектов, изучаемых в ряде дисциплинарных наук, требовала иных, по сравнению с классическим естествознанием, принципов и методов исследования. Принципы классической рациональности не согласовывались с результатами исследований в науках о живом. Это внесло в картину мироздания идею развития, которая постепенно разрушала механическую картину мира. На основе соотношения разных методов исследования, синтеза новых научных знаний формируются разные направления классического естествознания и соответствующий им стиль мышления.

Вес более усиливающаяся математизация позволила моделировать не только детерминированные, но и случайные процессы. Начался поворот в сторону неклассического мышления, возникает парадигма неклассической науки. В конце XIX — начале XX в. был сделан целый ряд научных открытий, которые привели к коренному пересмотру физической картины мира.

Третья научная революция означала формирование нового типа рациональности — нсклассической науки. Период с конца XIX до середины XX в. характеризуется появлением неклассического естествознания. Революционные изменения произошли практически одновременно во многих науках. В физике появились релятивистская и квантовая теории. В биологии возникла генетика, в химии развилась квантовая химия, фактически стершая грань между физикой и химией. В космологии сформирована модель нестационарной эволюционирующей Вселенной. Прорывными научными направлениями стали кибернетика и теория сложных систем. В результате оформилось понимание относительной истинности научных теорий и картины мироздания, выработанной на определенном этапе развития естествознания. Исследователями стала признаваться истинность нескольких отличных друг от друга теорий одной и той же реальности, поскольку в каждой из них могут содержаться элементы истинного знания.

Процессы интеграции этих теорий стали осуществляться на базе представлений о природе как сложной иерархически организованной динамической системе. Этому способствовало открытие законов микро-, макрои мегамира в физике и космологии, интенсивное исследование механизмов наследственности, обнаружение кибернетикой общих законов управления и обратной связи. Картины объективной реальности, вырабатываемые в отдельных науках, еще сохраняли свою самостоятельность, но каждая из них участвовала в формировании представлений, которые затем включались в общенаучную картину мироздания.

Следует отметить, что с середины XX в. наука окончательно слилась с техникой, что привело к современной научно-технической революции.

Четвертая научная революция произошла в 70-х гг. XX в. и связана с исследованиями открытых саморазвиваюшихся систем.

На смену стандартному толкованию физики элементарных частиц выдвигается ряд новых высокоэффективных теорий: теория электрослабого взаимодействия, квантовая хромодинамика, «теория Великого объединения», описывающих единым образом сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия, выдвигается гипотеза суперсимметрии. Но одновременно в физике элементарных частиц возникает новый кризис, связанный с тем, что результаты первого цикла экспериментов на Большом адронном коллайдере не принесли подтверждений самым распространенным теориям суперсимметрии.

В понимании макромира утверждается теория биологической эволюции и развитые на ее основе концепции биосферы и ноосферы. Особое место в науке занимают природные комплексы, в которые включен в качестве компонента сам человек. Активно развиваются исследования генов и геномов, разрабатываются генные технологии, направленные на конструирование новых генов, нс существовавших ранее в природе. Создан новый метод микробиологии — клонирование.

В картине мегамира возникает теория развития бесконечной Вселенной, состоящей из вечного и неуничтожимого движения как основы всего. Это позволяет по-новому объяснить суть времени и пространства, причину взаимодействий между объектами и саму суть объектов.

Развитие вычислительной техники связано с разработкой искусственных нейронных сетей, позволяющих создать нейрокомпьютеры, способные к самообучению в ходе решения наиболее сложных задач. На основе теории нечетких множеств создаются нечеткие компьютеры, способные решать еще более сложные качественные задачи. Создание интерактивных баз знаний способствовало возникновению эффективных экспертных систем, составивших основу систем искусственного интеллекта.

Таким образом, сформировался современный постнеклассический материализм. На этом этапе развития науки преобладающей становится идея синтеза научных знаний — стремление построить общенаучную картину мира на основе принципа универсального эволюционизма, объединяющего в единое целое идеи системного и эволюционного подходов.

На передний край науки выдвигаются междисциплинарные и проблемно-ориентированные исследования, в которых принимают участие специалисты различных областей знания. Происходит интеграция научных картин мироздания, относящихся к различным наукам.

С возникновением постнеклассической науки меняется сам характер научной деятельности. Он связан с компьютеризацией науки и имитационным моделированием, революцией в средствах хранения и получения знаний. Это позволило осуществлять научные исследования с интенсивностью машинного производства.

Более чем двухтысячелетняя история науки отчетливо обнаруживает общие закономерности и тенденции ее развития.

Одной из ключевых закономерностей является ускоренный рост науки пропорционально массе знаний, накопленных предшествующими поколениями ученых. Как показали современные исследования, эта закономерность может быть аппроксимирована в экспоненциальной форме, характеризующей тенденцию роста ключевых показателей развития науки начиная с XVII в. Известно, что объем современных научных знаний и информации примерно удваивается каждое десятилетие, и есть тенденция к сокращению этих сроков. Возрастает и число людей, занятых в науке. Если в начале XIX в. наукой занималось около 1 тыс. ученых, в середине — 10 тыс., в конце века — 100 тыс., то в конце XX в. эта сфера человеческой деятельности насчитывала более 5 млн научных работников. Сегодня, по данным ЮНЕСКО^[1], в мире работает более 7,5 млн ученых. В результате около 90 % всех ученых, когда-либо занимавшихся наукой, являются нашими современниками.

Развитию науки свойствен кумулятивный характер: на каждом этапе достижения науки накапливаются и суммируются. При этом по мере новых научных открытий и поступления новых научных фактов происходит переосмысление и уточнение принятых ранее научных теорий. Накопление фактов, не поддающихся объяснению на основе существующих теорий, заставляет искать новые пути развития науки, что приводит к научным революциям и смене основных компонентов содержательной структуры науки, к выдвижению новых принципов познания, категорий и методов науки.

На каждом этапе научное познание использует определенную совокупность познавательных форм — фундаментальных категорий и понятий, методов исследования, принципов и подходов объяснения, всего того, что называют стилем научного мышления. Новый стиль после своего утверждения способствует распространению сформировавшейся научной парадигмы на новые области исследований.

На протяжении всей истории науки наблюдалось диалектическое взаимодействие противоположных процессов, дополнявших друг друга: одновременно с углублением дифференциации и специализации наук происходила их постепенная интеграция, объединение научных методов, идей и концепций. Возникла необходимость рассмотреть внешне разнородные явления с единой методологической точки зрения.

Освоение все новых областей знания приводит к дифференциации науки, к ее дроблению на все более специализированные области. С появлением принципиально новых научных дисциплин междисциплинарные связи первоначально достаточно слабые, что затрудняет информационный обмен. В различных отраслях науки часто используют разные понятия, что усложняет исследования. Узкая специализация имеет специфические преимущества, но общему прогрессу науки не способствует, поскольку ведет к сужению картины мироздания и снижению способности ученого понимать то, что находится за пределами его научной специальности. Вместе с тем анализ сходных объектов изучения предполагает и использование подобных методов исследования.

Потребность в синтезе нового научного знания проявляется в тенденции к объединению методов исследований и интеграции научных дисциплин. Для науки становится все более характерным переход от предметных исследований к междисциплинарным направлениям, на основе которых образуется интегрированное мировоззрение, формируются общенаучные знания. Интеграция науки позволяет упростить поиск и обработку информации, избавляет от излишних методов, моделей и концепций, объединяет традиционные научные специальности и обусловливает объединение отдельных наук в единое целое.

Безусловной тенденцией является возрастание роли методологии в структуре науки, что связано с необходимостью разработки метатеории, методологии и логики науки. Современным научным взглядам присуща идея существования общих моделей разнообразных явлений изоморфизма (одинаковости), т. е. существования общих принципов, моделей и методов в разных отраслях знаний, что дает возможность переносить их из одной области научных знаний в другую, способствуя общему прогрессу науки. Изоморфизм играет и определенную эвристическую роль, облегчая пробельный анализ и способствуя выбору конкретного направления научного поиска, он позволяет избежать дублирования теоретических исследований.

Продолжается процесс создания общих понятий, концепций, научного языка. Ведется поиск принципиальной структурной обобщенности разнородных систем и общих механизмов разнообразных явлений, которые способствуют интеграции науки, се логической стройности и единству, что обеспечивает более глубокое понимание единства мироздания. Все четче прослеживается тенденция к формулированию новых задач высшего уровня обобщения, которые часто объединяют отдельные отрасли знания.

Одной из ключевых тенденций развития науки является ес включенность в прогресс техники, технологий и производства. В современном обществе наука стала непосредственной производительной силой и основой понятия «научно-технический прогресс». Своими прикладными исследованиями наука предопределяет развитие производства и становится истоком технической революции. Есть и обратное влияние этой взаимосвязи, так называемая индустриализация науки, которая проявляется в увеличении и радикальном усложнении се экспериментальной базы, автоматизации информационных, вычислительных и проектных работ. Усложняются и дорожают сами исследования. Наука превратилась в неограниченный по своим задачам, но весьма дорогостоящий ресурс.

Новые информационно-коммуникационные технологии способствовали доминированию в современной науке тенденций математизации и компьютеризации научных исследований. Применение методов математического моделирования и вычислительного эксперимента расширяет возможности научных исследований, увеличивает их емкость, сокращает временные и финансовые затраты, но одновременно отрывает научные результаты от наглядности и возможности их проверки на практике.

Еще одной тенденцией является гуманизация науки. Формируется единая наука о человеке, обществе и мышлении, которая ориентируется нс только на развитие техники, но, прежде всего, на развитие многосторонних способностей человека, на его воспитание и образование.

Футурологи прогнозируют, а генезис науки подтверждает, что развитие цивилизации предопределяется состоянием развития науки и уровнем использования научных знаний.

• [1] Доклад ЮНЕСКО по науке «На пути к 2030 году». URL: http://unesdoc.unesco.org/images/0023/2 354/235407r.pdf (дата обращения: 10.02.2016).