Валерий Савченко - Начала современного естествознания: концепции и принципы

• Название: Начала современного естествознания: концепции и принципы
• Автор: Валерий Савченко
• Издательство: «Феникс»
• Жанр: Философия
• Год: 2006
• ISBN: 5-222-09157-0

В данном пособии самым подробным образом рассмотрены основные естественноисторические этапы становления и развития науки, вопросы философии науки и естествознания, фундаментальные концепции, принципы и положения классического механистического и термодинамического, неклассического полевого и квантово-полевого и постнеклассического эволюционно-синергетического и диссипативно-структурного естествознания. Рассмотрены вопросы связи математики и отражаемой ей естественнонаучной реальности мира. В конце каждой главы и некоторых наиболее сложных параграфов даны резюме, предложены вопросы для обсуждения. Дано около 400 тем рефератов и свыше 400 тестовых вопросов для контроля усвоения и аттестации теоретического материала пособия.

Предназначено для студентов очной и заочной форм обучения гуманитарных и социально-экономических специальностей вузов, а также для обучающихся по дистанционным технологиям. Пособие может быть полезно преподавателям данной учебной дисциплины и широкому кругу лиц других специальностей и профессий, в том числе, студентам естественнонаучных и инженерно-технических специальностей, всем, интересующимся вопросами истории, становления и развития классического, неклассического и постнеклассическтого естествознания, а также проблемами естествознания новейшего времени и его ролью в развитии науки и культуры.

---

Любопытна космологическая концепция Анаксагора в изложении раннехристианского автора Ипполита в книге «Опровержение всех ересей»: «Он считал ум как творящую причину, материю как становящуюся. Все вещи были вперемешку, а ум пришел и упорядочил. Материальные начала, по его словам, бесконечны, а малость их тоже бесконечна. Все вещи были приведены в движение умом, и подобное сошлось с подобным. Часть из них под действием кругового движения получила постоянное место на небе: плотное, влажное, темное, холодное и все тяжелое сошлось в середину (когда они затвердели, из них возникла Земля), а то, что этому противоположное: горячее, светлое, сухое и легкое — устремилось вдаль эфира». Такова картина становления космоса по Анаксагору.

Элейская школа физиков-логиков. Родоначальником этой школы был Ксенофан из Элей (580–485 гг. до н. э., по другим данным, ок. 570–470 гг.), Богом которого была вся Вселенная в целом (все есть одно, — говорил он, вглядываясь в звездное небо, в передаче этой его мысли Аристотелем), но не в чувственном ее восприятии, а в формально-логическом осмыслении, т. е. возникающей из логических рассуждений, ставших основой качественного анализа естественных явлений. Ключом к пониманию Ксенофаном бытия (Бога, космоса, сущего, универсума) является геометрическая сфера, поверхность которой хотя и ограничена в пространстве, но, вместе с тем, и бесконечна. Действительно, все точки бесконечной плоскости могут быть спроецированы на сферу конечного радиуса.

Предложенное Ксенофаном соединение противоположностей — конечного и бесконечного, а также соединение движения и покоя порождают парадоксальную ситуацию. Спекулируя на предельно широких понятиях сущего и не сущего, т. е. бытия и ничего, Ксенофан порождает некоторую языковую форму, предтечу формальной логики. В качестве материального начала (первоэлементов) Ксенофан выбирает землю и воду.

Близкие к этим мыслям были по смыслу и форме идеи Парменида (540–470 гг. до н. э.). Он считал, что мир вечно существовал, никогда не возникал и никогда не исчезнет в будущем; он неподвижен, шарообразен и однороден; он есть одно целое. Он отождествлял сущее (Бога, бытие) и ум (разум, сознание), считая его недоступным для чувственного восприятия: «Ибо мыслить — то же, что быть. Можно лишь то говорить и мыслить, что есть». Указанные тогда характеристики мира относятся скорее к мышлению, чем к реальному миру вещей. Декарт через 2 тысячи лет скажет: «Я мыслю, следовательно, существую».

Парменид доказывал, что бытие не могло возникнуть ни из бытия (поскольку ему не предшествовало никакое другое бытие), ни из небытия (поскольку небытие это ничто); значит, бытие вечно и должно существовать всегда или никогда. Он был уверен в том, что изменения невозможны, и относил видимые изменения за счет иллюзорности наших чувств. Эта философия породила понятие неразрешимого вещества — носителя изменяющихся свойств, понятие, ставшее одним из основных понятий западной философии и науки. (Попытка примирения взглядов Гераклита и Парменида привела вскоре к понятию атома). Древнегреческий историк Плутарх (ок. 46-ок. 127) про него написал: «Он сочинил и космогонию; и рассказал, как путем смешения элементов, светлого и темного, возникают все явления». Земля у Парменида никуда не движется, она находится в центре космоса и остается постоянно в равновесии вследствие равного расстояния от всех точек периферии космоса, но иногда может колебаться (что, кстати, проявляется как землетрясение).

Аналогично Пармениду рассуждал и Мелисс Самосский (510–440 гг. до н. э.), высказываясь так: «Если сущее есть, то оно вечно, поскольку из ничего не может возникнуть нечто». Парменид и его школа первыми вскрыли противоречие между двумя картинами мира в сознании человека; одна из них — это та, которая получена посредством органов чувств, через наблюдение, другая — та, которая получена с помощью разума, логики, рационального мышления. Особо отчетливо это проявилось у Зенона (490–430 гг. до н. э.), самого яркого представителя элейской школы. О его взглядах на физику явлений известно мало, поскольку он больше полагался на мышление, чем на чувственное восприятие.

Особую известность получили так называемые апории (затруднения) Зенона об отсутствии движения. Вот, например, апория «стрела». Все, что находится в равном самому себе пространстве, покоится, так как движение может быть только откуда-то куда-то. Выпущенная из лука стрела в каждый момент времени находится в равном себе пространстве, и, следовательно, в эти моменты времени она покоится. Но тогда она покоится в течение всего времени, пока летит. Таким образом, движущаяся стрела на самом деле никуда не летит и все время только покоится. Также абсурден бег Ахиллеса, пытающегося догнать и перегнать черепаху. Особую известность имеет апория дихотомия (буквально — разрубание, разделение надвое), в которой Зенон демонстрирует невозможность движения из-за необходимости совершить бесконечное число делений какого-либо отрезка для достижения его противоположного конца. Поразительно, но в тот же древний век китайский мыслитель софист Хуэй Ши высказал два таких положения: «Если от палки длиной в один чи (около 0,33 м — авт.) отрезать половину ежедневно, то даже через десять поколений не истощится ее длина» и «В стремительном полете наконечника стрелы есть мгновение, когда он не движется и не стоит на месте». Почувствуйте разницу прагматичного китайского и абстрактного греческого мышления.

Выводы Зенона оказываются противоречащими нашим ощущениям, спекуляция идет на физическом понятии движения, которое всегда происходит в пространстве и времени. Дробя пространство до бесконечности, Зенон забывал дробить до бесконечности и время. Упускаемые из вида соотношения между пространством и временем во всех этих случаях регулируются такой динамической величиной, как скорость, а возникающие от деления бесконечные суммы конечных величин оказываются на самом деле конечными величинами. Проблемы деления и обратного их суммирования, поставленные в апориях Зенона, привели впоследствии, в Новое время, к исчислению бесконечно малых (дифференциального исчисления), интегральному исчислению и исчислению конечных и бесконечных сумм. Но само несовершенство логического анализа Зенона опутало на два тысячелетия такие важнейшие характеристики движения, как скорость и ускорение.

Пифагорейская школа. Имя Пифагора (570–496 гг. до н. э.) известно каждому, кто учился в школе. Пифагор — это не имя или фамилия, а прозвище, которое значит — убеждающий речью. Этот великий античный эллинский философ и математик, современник Фалеса, был тем, кто впервые ввел слова «философия» (фило — любовь, софия — мудрость) и «космос», а также был первым математиком Древней Греции. Для большинства он известен по знаменитой «теореме Пифагора», выражающей метрику евклидова пространства (геометрии), т. е. устанавливающую правило вычисления расстояния между двумя точками на плоскости.

В основе учения Пифагора и его учеников о Вселенной лежало число («Самое мудрое в мире — число», — говорил Пифагор). Космос у пифагорейцев символически выражался тетрактидой («четверицей») — суммой первых четырех чисел: 1 + 2 + 3 + 4 = 10, содержащей основные музыкальные интервалы — октаву (2: 1), квинту (3: 2) и кварту (4: 3). Единица была основой числа и одновременно в качестве точки она являлась образующей геометрических объектов: двойка символизировала линию, тройка — плоскость (треугольник), четверка — пространственный объем (пирамиду). Шар являлся самой прекрасной (совершенной) из пространственных фигур, и круг — из плоских. Красоту и сложность внешне однообразного натурального ряда чисел они пытались передать через симметрию геометрических фигур, тем самым рассматривали их алгебраические свойства, которыми сейчас занимается теория групп, созданная Э. Галуа в начале XIX века. Пифагорейцы называли свой способ анализа арифметическим.

Вот пример мощи его аналитического ума, взятый из книги Папюса, посвященной учению о тайном, сокровенном: «Одна музыкальная струна, — говорит Пифагор, — издает звуки такие же, как и другая струна двойной длины, если сила, ее натягивающая, в четыре паза больше; так точно притяжение планеты превышает в четыре раза притяжение другой планеты, находящейся от нее на вдвое большем расстоянии. В общем, чтобы музыкальная струна звучала в унисон с более короткой струной того же рода, сила ее натяжения должна быть увеличена пропорционально квадрату ее длины. Таким образом, чтобы тяготение одной планеты было равно тяготению другой, более близкой к Солнцу, она должна быть увеличена пропорционально своего расстояния к Солнцу. Если предположить, что от Солнца к каждой планете проведены струны, то для достижения созвучия пришлось бы увеличить или уменьшить силу натяжения, сообразно силе притяжения каждой из них» (курсив везде мой. — В. С). Поразительно, но, во-первых, Пифагором за 2000 лет (!) до Ньютона сформулировано основное положение (если вообще не полностью все) закона всемирного тяготения — квадратичная зависимость (но не обратная, а прямая зависимость) от расстояния. Во-вторых, Солнце у Пифагора занимает центральное положение среди всех небесных светил, задолго до подобных мыслей у Аристарха Самосского и Коперника. Из исследованного музыкального сходства отношений Пифагор извлек свое учение о «гармонии сфер», которого придерживались многие великие мыслители и ученые античности, в том числе Евдокс, Гиппарх, Аристотель и Птолемей. Нельзя также не упомянуть и того, что Пифагор первым указал на шарообразность Земли.