Философские проблемы естествознания

Философия природы самым тесным образом связана с естествознанием - комплексом наук о природе (физикой, химией, биологией, географией, астрономией и др.).

Многие понятия естественных наук являются одновременно и философскими категориями. Так, например, в биологии философский смысл приобретают такие понятия, как жизнь, изменчивость, эволюция, приспосабливаемость и др. Философскими категориями физики являются, например, категории движение, пространство, время, сила, покой, атом, волна.

Целый ряд естественнонаучных проблем носит философский характер. Такие проблемы называют философскими проблемами естествознания.

Например, важнейшей философской проблемой биологии является вопрос о сущности жизни. Существует целый ряд теорий, по-разному определяющих "живое" и "неживое", однако в науке до сих пор нет универсального, признаваемого всеми учеными определения понятия "жизнь". Тесно связан с этой проблемой вопрос о происхождении жизни на Земле.

Статус философских носят многие проблемы генетики. Не случайно многим исследованиям в области генетики приписывалось идеологическое значение. Сущность философских проблем генетики состоит в признании или отрицании принципиальной возможности вносить изменения в наследственную структуру живых организмов искусственным путем, а также в определении общей направленности этих изменений. Для человечества важно уже сегодня осмыслить, к каким последствиям могут привести опыты с вторжением в скрытые коды природы.

Основными философскими проблемами физики являются вопросы о границах пространства и пределах делимости элементарных частиц. В этих вопросах отражены наиболее фундаментальные взгляды человечества на устройство мира.

К разряду философских относят также проблемы, относящиеся к целому комплексу наук. Таковы, например, проблемы происхождения природного мира, изменения природных основ физического бытия человека, возможности достижения бессмертия и др.

5. Физические картины мира

Обобщая знания частных наук, философия создает единую картину мира, в основании которой лежит физическая картина мира. Физической картиной мира называют систему знаний о природном мире, характерную для определенного этапа развития науки. В основе физической картины мира лежат представления об устройстве Вселенной, строении вещества, свойствах пространства и времени.

В истории науки выделяют три основные физические картины мира: доклассическую (характерную для античности и средневековья), классическую (господствовавшую в течение XVII - XIX вв.), релятивистскую (сформировавшуюся в первой половине ХХ в.).

Доклассическая картина мира называется также геоцентрической (от греч. ge - Земля).

Основоположником геоцентрической системы, согласно которой Земля находится в центре всего мироздания, считается греческий ученый Птолемей (II в. н.э.). Птолемей выдвинул гипотезу о неподвижности Земли и вращении вокруг нее небесных светил. На основе этой гипотезы он создал целостную космологическую теорию, в рамках которой нашло свое объяснение большинство доступных наблюдению астрономических фактов.

Гипотеза Птолемея о неподвижном положении Земли для своего периода была весьма плодотворной. Она способствовала накоплению фактического материала (с ее помощью было рассчитано большинство планетных путей), а также развитию техники наблюдения.

Представления о свойствах пространства в доклассической картине мира были основаны на законах и правилах геометрии, сформулированных в "Началах" александрийского математика Эвклида (ок.III в. до н.э.). Эвклидовы "Начала" - это самый ранний из дошедших до нас трактатов по математике, в котором были систематизированы все основные математические знания, накопленные к тому времени наукой. Многие из сформулированных в "Началах" геометрических принципов остаются актуальными до сегодняшнего дня.

Относительно представлений о строении вещества в античной картине мира, начиная с V в. до н.э., стала утверждаться атомистическая теория Левкиппа и Демокрита, согласно которой все тела состоят из мельчайших неделимых частиц - атомов (от греч. atomos - неделимый), между которыми находится пустота.

Классическую картину мира называют также механистической, т.к. она основана на законах классической механики. Механистическая картина мира представляет Вселенную в образе мировой машины, все части которой действуют по законам механики.

В основе механистической картины мира лежали принципы и законы классической механики, сформулированные Галилео Галилеем (1564 - 1642) и Исааком Ньютоном (1643 - 1727).

Существенно изменен был образ самой Вселенной. В XVI - XVII вв. геоцентризм уступает место гелиоцентризму, а начиная с XVII в. в науке начинает утверждаться представление о бесконечности Вселенной.

Гелиоцентрическая (от греч.helios - Солнце) теория была создана польским ученым и мыслителем Николаем Коперником (1473 - 1543). В противовес канонизированной католической церковью геоцентрической системе Коперник изложил и математически обосновал концепцию, согласно которой не Солнце вращается вокруг Земли, а Земля и другие планеты - вокруг Солнца.

В "Очерке нового механизма мира" Коперник писал: "...Центр Земли не является центром мира, а только центром тяжести и центром пути Луны. Все пути планет окружают со всех сторон Солнце, вблизи которого находится центр мира....Все, что мы видим движущимся на небосводе, объясняется вовсе не его собственным движением, а вызвано движением самой Земли. Это она вместе с ближайшими ее элементами совершает в течение суток вращательное движение вокруг своих неизменных полюсов и по отношению к прочно неподвижному небу".

Идеи Коперника около ста лет не находили признания. Только в XVII в. его взгляды были подтверждены исследованиями Галилея и Кеплера.

Один из первых образов бесконечной Вселенной был создан в конце XVI в. Джордано Бруно (1548 - 1600). Однако его концепция не получила распространения среди современников из-за противоречия официальным догматам, а сам Джордано Бруно был приговорен инквизицией к сожжению на костре.

Представления о границах Вселенной (прежде всего благодаря изобретению телескопа) существенно расширил Галилей, подтвердивший экспериментально многие положения системы Коперника. "...Этот мир и Вселенная...моими наблюдениями и ясными доказательствами расширены в сто и тысячу раз по сравнению с тем, какими их считали люди науки в минувшие столетия", - писал Галилей в одном из писем.

Доказывая справедливость идей Коперника, Галилей распространил законы механического движения на астрономические объекты, представив тем самым механицизм как универсальный принцип объяснения явлений Вселенной. В XVII в. немецкий астроном Иоганн Кеплер (1571 - 1630) сформулировал основные законы движения планет, создав классическую теорию небесной механики.

Завершил формирование механистической картины мира программный труд Ньютона "Математические начала натуральной философии", в котором были систематизированы основные законы земной и небесной механики и сформулированы новые принципы исследования механических процессов - на основе дифференциального исчисления.

Релятивистская (от лат. relativus - относительный) картина мира называется также неклассической, т.к. она построена на опровержении абсолютности принципов классической физики. Релятивистская теория утверждает, что действие законов механики относительно - они соблюдаются не во всех условиях.

В рамках классической механики находили свое объяснение практически все известные в науке явления вплоть до конца XIX в. В конце XIX - начале XX вв. в естествознании (преимущественно в физике) был открыт ряд явлений, не вписывавшихся в классическую теорию, например, явление радиоактивности, рентгеновское излучение, явление фотоэффекта и др. Современная наука не могла объяснить эти явления, свидетельствовавшие, во-первых, о том, что атом, более двух тысяч лет считавшийся мельчайшей и неделимой частицей вещества, состоит из еще более мелких частиц, а, во-вторых, о том, что в условиях микромира законы классической механики не соблюдаются.

Состояние физической науки на рубеже XIX - XX вв. получило название "кризиса в физике". Требовалось создать новую теорию, способную объяснить все эти явления. Тот факт, что "...физические явления перестают повиноваться законам, выражаемым дифференциальными уравнениями, есть без всякого сомнения самая большая и самая глубокая революция, которую натуральная философия претерпела со времен Ньютона", - писал французский физик Пуанкаре об открытиях рубежа веков.

Крупнейшими теориями, обосновавшими принципиально новый взгляд на физическое устройство мира, стали квантовая механика и теория относительности.

Основное внимание науки в начале XX в. переместилось на исследование микромира - мира элементарных частиц. Исследования Планка (1858 -1947), Резерфорда (1871 - 1937), Бора (1885 - 1962) открыли человечеству взгляд на принципиальную неисчерпаемость микромира, в которой отразилась астрономическая бесконечность Вселенной.

В 1900 г. Планк открыл явление квантованности (от лат. quantum - сколько) - порционности излучения энергии, что противоречило классической теории теплового излучения, основанной на принципах классической механики. В 1911 г. Резерфорд, исследовавший рассеяние альфа-частиц, предложил планетарную модель строения атома, согласно которой электроны движутся вокруг ядра по орбитам. Опираясь на эту модель, Бор разработал количественную теорию атома, положившую начало квантовой механике, описывающей законы микромира.

В 1905 г. Эйнштейн (1879 - 1955), занимавшийся изучением свойств света, разработал специальную теорию относительности, содержавшую новый взгляд на пространственно-временные свойства физических процессов. Эта теория утверждает относительность времени, неразрывную связь времени и пространства, конечность скорости распространения взаимодействий, взаимосвязь массы и энергии тел. Согласно теории относительности законы классической механики являются частным случаем универсальных релятивистских законов для тел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света.

В 1916 г. Эйнштейн завершил работу над общей теорией относительности, объяснявшей природу тяготения геометрическими свойствами пространства-времени. Выводы теории относительности были неоднократно проверены на практике и легли в основу современной картины мира.

* Экология (от греч. oikos - дом, родина) - наука об отношениях живых организмов с окружающей средой. Понятие существует со второй половины XIX в., расцвет науки начался во второй половине ХХ в.