Место физики в системе наук

Фундаментальный характер физики имеет свои онтологические, гносеологические и методологические основания, которые взаимосвязаны друг с другом. Особенности онтологических оснований фундаментальности физики связаны с соответствующими гносеологическими основаниями на основе методологического принципа, согласно которому мир постижим в формах деятельности, обусловленной спецификой культуры. Способы этой деятельности обуславливают и способы познания, и способы освоения объективного мира, каковой в данном случае выступает Природа.

История науки показывает, что в познании Природы существует несколько стадий, первая из которых характеризуется общими синкретическими представлениями о мире как целом (это ярко проявляется в античной философии – в философии Природы). Ведь проблемы происхождения и устройства всего того, что существует во Вселенной (в Космосе), первоначально относилось к «физике» или «физиологии». Во всяком случае, Аристотель (384-322 до н. э.) называл своих предшественников, занимавшихся этими проблемами, «физиками» или «физиологами», ибо древнегреческое слово «физис» или «фюсис», очень близкое к русскому слову «природа», первоначально означало «происхождение», «рождение», «создание». Поэтому неудивительно существование природной, изначальной взаимосвязи всего естествознания с физикой, которая является как бы исходной основой науки о Природе.

Онтологическими основаниями фундаментальности физики выступают представления о мире как из чего-то произошедшем, развивающемся из хаоса, о Вселенной как о конечном, неоднородном и анизотропном, иерархическом вещественно-телесном образовании, которое циклически разрушается и возрождается. На этой стадии исследования Природы доминируют наблюдения, а не эксперимент, догадки, не точно воспроизводимые опыты (таково гносеологическое основание фундаментальности физики). При формировании общих натурфилософских представлений о Природе, она первоначально и воспринималась как нечто принципиально целостное, единое или во всяком случае как-то связанное воедино. В качестве методологического основания здесь выступает установка на выявление естественных, а не сверхъестественных явлений. В аристотелевской натурфилософии этот принцип естественных мест и естественных движений определяет на многие века развитие механики.

На второй стадии (эпоха Ренессанса - конец XIX века) исследования Природы приобретают аналитический характер, когда происходит детализация объектов Природы и дифференциация научного знания. Гносеологическими основаниями здесь являются экспериментальное исследование Природы и математизация физики. Математика выступает в качестве необходимого универсального языка точного естествознания. «Тот, кто хочет решать вопросы естественных наук без помощи математики, ставит неразрешимую задачу. Следует измерять то, что измеримо, и делать измеримым то, что таковым не является», - сказал выдающийся итальянский физик и астроном, один из основателей точного естествознания Галилео Галилей (1564-1642). Именно настоящее теоретическое естествознание начинается с математизации физики, без математического представления его основных законов не может быть и речи о познании фундаментальных параметров мироздания.

Онтологическое основание физики (наряду с появившимися химией, биологией и психологией) - это представление о Природе как совокупности предметов, т.е. Природа понималась по преимуществу неизменной, застывшей, вне эволюции. Иными словами, Вселенная понимается как нечто бесконечное, однородное и изотропное. Отсюда вытекает методологическое основание фундаментальности физики - Природа носит внеэволюционный характер. «Физика имеет дело не только со всевозможными материальными телами, но с материей вообще. Химия - со всевозможными видами так называемой субстанциональной материи, т. е. с различными субстанциями, или веществами. Биология - со всевозможными живыми организмами. А психология - со всевозможными разумными существами». Это связано с методологической установкой, согласно которой объяснение реального мира возможно лишь на основе особого, идеализированного мира.

Но по мере необходимой детализации конкретных знаний о Природе они оформлялись в как бы самостоятельные разделы естествознания, прежде всего, основные, а именно такие, как физика, химия, биология и психология. Кроме того, возникли и разнообразные специфические разделы естествознания (наряду с издавна возникшей астрономией). Однако эту аналитическую стадию исследований Природы, связанную с детализацией естествознания и с его расчленением на отдельные части, в конце концов должна была сменить или дополнить, как это и произошло на самом деле, противоположная по своему характеру стадия их синтеза и тесно связанная с этим интегрально-дифференциальная стадия развития естествознания. За видимой дифференциацией естествознания или наряду с ней - обязательно следует его существенная интеграция, действительное обобщение, принципиальное углубление.

Онтологическим основанием фундаментальности физики в данном случае является представление о Вселенной как об эволюционирующей системе и о единстве фундаментальных взаимодействий (гравитационном, ядерном и электромагнитном). Гносеологическими основаниями фундаментальности физики служат положения о неаристотелевской, диалектической логике познания, об относительности средств абстрагирования, своеобразном переходе «от онтологического негеоцентризма к гносеологическому» (В.П. Бранский). Методологическими основаниями фундаментальности физики служат установки на существование объективного физического мира до и независимо от человека и его сознания, на необычное и неожиданное в постижении нелинейных связей ультрамалого и ультрабольшого, элементарной частицы и Вселенной в целом, физики с астрономией.

Поскольку естественные науки представляют собой систему, они обладают иерархичностью, что было подмечено известным французским физиком А. М. Ампером (1775-1836). Он попытался еще в конце XVIII -начале XIX столетий найти принципы «естественной классификации» всех известных к тому времени естественных наук, которых тогда насчитывалось, по его подсчетам, более 200. Созданную им картину наук о Природе он представил в форме «единой системы» (термин Ампера), состоящей из различных по глубине идей и разной точности экспериментального материала. В этой классификации физику он поместил на первом этаже как науку наиболее фундаментальную, а химию - на втором, как бы выводя ее из физики.

Идеи о такой субординации естественных наук широко обсуждаются и сегодня, фокусируясь главным образом на следующей очень важной проблеме: можно ли сводить все биологические явления к химическим, а химические - к физическим (чисто механические явления обычно рассматриваются просто как частный случай физических). В среде физиков такое стремление описать все на свете в рамках единой теории (т.е. первых принципов) получило название редукционизма (от латинского термина reductio -- возвращение, сведение к прежнему). Действительно, уравнения Ньютона, Максвелла, Шредингера являются фундаментальными, однако возникает проблема достаточности их для описания всех явлений природы, начиная от возникновения нашей Вселенной (Метагалактики) и до появления живых и мыслящих существ. Именно в этом и состоит проблема оппозиции редукционизм - антиредукционизм, ведь она связана неразрывно с фундаментальностью физики, о чем шла речь выше.

Рассмотрение проблемы на современном срезе в рамках отечественной научной школы показывает, что как среди философов, так и естествоиспытателей число сторонников и противников позиции сведения (позиции возможности глубокой редукции химии к физике), пожалуй, одного порядка. Коснемся редукционистской позиции, согласно которой фундаментальные законы физики необходимы и достаточны для описания явлений природы. Другие естественные науки (химия, биология) основаны на законах физики и используют их в специальных для данной науки условиях. Так, все химические явления, строение веществ и их превращения могут и должны объясняться посредством физических знаний; ничего специфического в химии нет.

Но существует и позиция антиредукционизма, согласно ей каждый вид материи и каждая форма материальной организации (физическая, химическая, биологическая) настолько обособлены друг от друга, что между ними нет прямых переходов. Так, позиция, утверждающая индивидуальность химии в системе естествознания, отрицающая принципиальную возможность сведения химии к физике, выражена у большого числа представителей отечественной научной школы. Среди них Н.Н. Семенов, Б.М. Кедров, Ю.А. Жданов и многие другие; более того, в работах В.И. Гольдамского имеются замечания в некоторой степени о центральном положении химии в системе естественных наук.

Истина, как всегда, оказывается посредине. Существует синтетическая точка зрения, по которой и химизм, и явления жизни до известной степени можно сводить к физике, т. е. объяснять через физические знания, но при этом сохраняется строгая специфичность и того, и другого. Ведь фундаментальные законы физики оказываются необходимыми, но являются недостаточными для описания, например, живой природы. Именно этот вариант редукционизма может претендовать на описание явлений природы, включая живую природу. Это требует введения новых понятий, не содержащихся в исходной аксиоматике. Такого рода мягкий («правильный») редукционизм тесно связан с важной идеей, характеризующей связи естественных наук между собой. Ныне прочно установлено, что огромную роль в изучении Природы играет использование биологических знаний в химии, а биохимических в физике. Это направление получило название холизма, или интегратизма. Давно известно, что в живом организме протекают самые высокопродуктивные химические реакции и физические явления. «Лаборатория живого организма» была еще с XVIII века идеалом химиков. И сегодня освоение «химического опыта живой природы» служит важнейшим направлением развития химии и химической технологии.

Современная физика вносит немалый вклад в синтез естественно-научного и гуманитарного знания, хотя здесь существуют свои трудности и проблемы. Прежде всего они связаны с наличием специфики естественнонаучного и гуманитарного знания. Действительно, предметом естествознания являются природные явления и процессы, часть из которых существует до и независимо от человеческой деятельностью, другая же часть исследует вещества и процессы, появившиеся благодаря деятельности человека. Так, химики синтезируют в избытке вещества, которые не существуют в природе, однако, предметом химии являются сами эти вещества как таковые, а отнюдь не поведение и ценности людей.

В противоположность естествознанию гуманитарные науки занимаются изучением поведения людей, их целевых ориентиров и ценностных убеждений. Поведение людей несостоятельно сводить к их природной основе (это натурализм), так как оно в отличие от явлений, изучаемых в естествознании, имеет ценностное содержание. Ценности несводимы к массе, энергии, генам и т.п. потому, что они вырабатываются самими людьми в стремлении обеспечить эффективность своей жизни. Ценности ответственности, свободы, демократии, ненасилия являются продуктами деятельности людей, их невозможно обнаружить в том мире вещей и процессов, которые входят в компетенцию естествознания.

Именно эта специфика естественно-научного и гуманитарного знания позволяет очертить соответственно особенности воспроизведения исследуемых ими явлений на перцептуальном (чувственном), когнитивном (мыслительном), и лингвистическом (словесном) уровнях науки. Если чувственно воспроизводятся природные явления, то речь идет о том, что органы чувств человека, усиленные соответствующими приборами, позволяют, например, зафиксировать природные явления со всеми их особенностями (звезды ученые рассматривают в телескопы, а атомы - в ионные микроскопы). Принципиально иначе обстоит дело с человеческим поведением, состоящим из ряда поступков. Их ценностное содержание невозможно ни сфотографировать, ни зафиксировать на звукозаписывающую пленку. Тем не менее, поступки людей воспроизводятся в чувствах, обычно в форме особых эмоций и переживаний, в которых поступок определенным образом интерпретируется, оценивается.

Именно характерные единые для науки тенденции позволяют обогащать гуманитарные знания достижениями естествознания, что показывает значимость физики и математики для всей культуры человечества. Так, выдающийся ученый фон Нейман внес существенный вклад в развитие как экономической науки, так и физики; в обоих случаях он использовал вероятностные представления. Бельгийский ученый русского происхождения И. Пригожин, изучая термодинамические явления, выявил такие синергетические закономерности, которые при известной модификации оказались весьма существенными для всего корпуса естественно-научных дисциплин. А.Эйнштейн изменил наши воззрения о физическом пространстве и времени, ввел представления об их относительности. Идея относительности в самых ее различных обличьях была перенесена, опять же в модифицированном виде, буквально во все гуманитарные науки. Несколько десятков лет тому назад по пальцам можно было пересчитать тех естествоиспытателей, которых интересовали бы проблемы этики, гуманитарной науки. В наши дни вопрос об ответственности естествоиспытателей становится в науке одним из центральных, а это означает, что идеи гуманитарного знания проникают в естествознание. В целом можно утверждать, что сейчас происходит синтез естественно-научного и гуманитарного знания, причем немалую роль в нем играет физика в силу своей фундаментальности.

В недрах физики зародилась синергетика. Она занимается исследованием «физических основ формирования структур» в отличие от кибернетики, в большей степени имеющей абстрактно-математический и формализованный характер. Синергетика сейчас рассматривается в качестве новой научной парадигмы, включающей в себя такие три ключевые идеи, как самоорганизация, открытые системы и нелинейность. «Синергетика изучает механизмы самоорганизации определенного класса систем (открытых и нелинейных) самой различной природы, начиная с физики и кончая социологией и загадками человеческого «Я», системой его сознания и подсознания». Она выступает в качестве междисциплинарной парадигмы, способствуя синтезу естественно­научного и гуманитарного знания. Для гуманитарного знания немалое значение имеет использование компьютерных программ, которые визуализируют синергетические знания. Это дает возможность гуманитарному знанию включить в свой состав содержательные понятия и идеи, вырабатываемые математикой и физикой, вовлечь в свой оборот существенные мировоззренческие следствия и выводы, вытекающие из сложных аналитико-математических расчетов и математического моделирования эволюции сложных структур в нелинейных средах. В свою очередь, естественно-научные знания благодаря синергетической парадигме обогащаются достижениями в области общей культуры мышления и гуманитарных исследований. «Через синергетику оказывается возможным соединение двух взаимодополнительных способов постижения мира - постижение через образ и число. Синергетика позволяет сблизить Восток и Запад, восточное, наглядно-образное, интуитивное восприятие мира и западное, логико-вербальное». Таким образом, синергетика открывает серьезные перспективы для синтеза естественно-научного и гуманитарного знания в глобальном поле всех культур мира.