Современная естественно-научная картина мира

Кто в состоянии найти в своем сердце столь мощную силу, чтобы достойно воспет все величие наших открытий.

Лукреций Кар

Современная естественно-научная картина мира является результатом синтеза систем мира древности, античности, гео- и гелиоцентризма, механистической, электромагнитной картин мира и опирается на научны достижения современного естествознания.

В конце XIX и начале XX в. в естествознании были сделаны крупнейшие открытия, которые коренным образом изменили наши представления о картине мира. Прежде всего это открытия, связанные со строением вещества, и открытия взаимосвязи вещества и энергии.

Современное естествознание представляет окружающий материальный мир Вселенной однородным, изотропным и расширяющимся. Матери в мире находится в форме вещества и поля. По структурному распределению вещества окружающий мир разделяется на три большие области:В микромир, макромир и мегамир. Между структурами существуют четыр фундаментальных вида взаимодействий: сильное, электромагнитное, слабое, гравитационное, которые передаются посредством соответствующи полей. Существуют кванты всех фундаментальных взаимодействий.

Если раньше последними неделимыми частицами материи, своеобразными кирпичиками, из которых состоит природа, считали атомы, то в конце прошлого века были открыты электроны, входящие в состав атомов. Позднее было установлено строение ядер атомов, состоящих из протонов (положительно заряженных частиц) и нейтронов.

Согласно первой модели атома, построенной английским ученым Эрнестом Резерфордом, атом уподоблялся миниатюрной солнечной системе, в которой вокруг ядра вращаются электроны. Энергия излучается и поглощается атомом в виде квантов или порций энергии только при переход электрона с одной орбиты на другую.

В 30-е гг. XX в. было сделано важнейшее открытие, которое показало, что элементарные частицы вещества, например электроны, обладаю не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Это явлени получило название дуализма волны и частицы — представление, которое никак не укладывалось в рамки обычного здравого смысла. До этог физики придерживались убеждения, что вещество, состоящее из разнообразных материальных частиц, может обладать лишь корпускулярным свойствами, а энергия поля — волновыми свойствами. Соединение в одно объекте корпускулярных и волновых свойств совершенно исключалось В 1925—1927 гг. для объяснения процессов, происходящих в мире мельчайших частиц материи — микромире, была создана новая волновая, или квантовая, механика. Впоследствии возникли и разнообразные другие квантовые теории: квантовая электродинамика, теория элементарных части и прочие, которые исследуют закономерности движения микромира.

Таким образом, в современной естественно-научной картине мира как вещество, так и поле состоят из элементарных частиц, а частицы взаимодействуют друг с другом, взаимопревращаются. На уровне элементарны частиц происходит взаимопревращение поля и вещества. Так, фотон могут превратиться в электронно-позитронные пары, а эти пары в процессе взаимодействия уничтожаются (аннигилируются) с образование фотонов. Более того, вакуум тоже состоит из частиц (виртуальных частиц) которые взаимодействуют как друг с другом, так и с обычными частицами Таким образом, исчезают фактически границы между веществом и поле и даже между вакуумом, с одной стороны, и веществом и полем — с другой На фундаментальном уровне все грани в природе действительно оказываются условными.

Другая фундаментальная теория современной физики — теория относительности, в корне изменившая научное представление о пространстве и времени. В специальной теории относительности получил дальнейшее применение установленный еще Галилеем принцип относительности в механическом движении. Важный методологический урок, которы был получен из специальной теории относительности, состоит в том, чт все движения, происходящие в природе, имеют относительный характер;В в природе не существует никакой абсолютной системы отсчета и, следовательно, абсолютного движения, которые допускала ньютоновская механика. Здесь пространство и время носят относительный характер.

Еще более радикальные изменения в учении о пространстве и времени произошли в связи с созданием общей теории относительности, котору нередко называют новой теорией тяготения, принципиально отлично от классической ньютоновской теории. Согласно этой теории впервые ясн и четко установлена связь между свойствами движущихся материальны тел и их пространственно-временной метрикой. Теоретические вывод из нее были экспериментально подтверждены во время наблюдения солнечного затмения. Соответственно предсказаниям теории луч света, идущий от далекой звезды и проходящий вблизи Солнца, должен отклонитьс от своего прямолинейного пути и искривиться, что и было подтвержден наблюдениями. Общая теория относительности показала глубокую связь между движением материальных тел (а конкретно, их масс) и геометрической структурой физического пространства-времени.

В современной естественно-научной картине мира наблюдается теснейшая связь между всеми естественными науками: здесь время и пространство выступают как единый пространственно-временной континуум, масса и энергия взаимосвязаны, волновое и корпускулярное движения, в известном смысле, объединяются, характеризуя один и тот же объект; наконец вещество и поле взаимно превращаются. Поэтому в настоящее время предпринимаются настойчивые попытки создать единую теорию всех взаимодействий. Включение гравитации в существующие теоретические схем вынуждает привлекать такие сложные теоретические конструкции, ка многомерные пространства, суперсимметрии, суперструны и т.п. Важно что, как и для других полей, в основе описания гравитационного взаимодействия должны лежать квантовые закономерности. Классическое гравитационное поле и связанное с ним классическое «пространство-время»В являются приближениями, допустимыми в определенных условиях.

Как механистическая, так и электромагнитная картины мира были построены на динамических, однозначных закономерностях. В современной картине мира вероятностные закономерности оказываются фундаментальными, не сводимыми к динамическим. Случайность стала принципиально важным атрибутом. Она выступает здесь в диалектическо взаимосвязи с необходимостью, что и предопределяет фундаментальност вероятностных закономерностей.

Научно-техническая революция, развернувшаяся в последние десятилетия, внесла много нового в наши представления о естественно-научной картине мира. Возникновение системного подхода позволило взглянуть на окружающий мир как единое, целостное образование, состоящее из огромного множества взаимодействующих друг с другом систем. С другой стороны, появление такого междисциплинарного направления исследований, как синергетика, или учение о самоорганизации, дало возможност не только раскрыть внутренние механизмы всех эволюционных процессов которые происходят в природе, но и представить весь мир как мир самоорганизующихся процессов. Значение синергетики состоит прежде всег в том, что она впервые показала, что процессы самоорганизации могут происходить в простейших системах неорганической природы, если для этог имеются необходимые условия (открытость системы и ее неравновесность достаточное удаление от точки равновесия и некоторые другие). Чем сложнее система, тем более высокий уровень имеют в них процессы самоорганизации. Особая важность синергетики и возникшей на ее основе ново концепции самоорганизации состоит в том, что они помогают взглянут на природу как на мир, находящийся в процессе непрестанной эволюци и развития.

В наибольшей мере новые мировоззренческие подходы к исследованию естественно-научной картины мира и ее познания коснулись наук, изучающих живую природу. Переход от клеточного уровня исследования к молекулярному ознаменовался крупнейшими открытиями в биологии, связанными с расшифровкой генетического кода, пересмотром прежних взглядов на эволюцию живых организмов, уточнением старых и появлением новых гипотез о происхождении жизни и со многим другим. Такой переход ста возможен в результате взаимосвязи различных естественных наук, широкого использования в биологии точных методов физики, химии, теори информации и средств вычислительной техники.

Революционные преобразования в естествознании означают коренные, качественные изменения в концептуальном содержании его теорий, учений и научных дисциплин при сохранении преемственности в развити науки, и прежде всего ранее накопленного и проверенного эмпирическог материала. Среди них в каждый определенный период выдвигается наиболее общая или фундаментальная теория, которая служит парадигмой ил образцом для объяснения известных фактов и предсказания неизвестны фактов. Такой парадигмой в свое время служила теория движения земны и небесных тел, построенная Ньютоном, поскольку на нее опирались вс ученые, изучавшие конкретные механические процессы. Точно так же вс исследователи, изучавшие электрические, магнитные, оптические и радио-волновые процессы, основывались на парадигме электромагнитной теории которую построил Д. К. Максвелл. Понятие парадигмы для анализа научных революций подчеркивает важную их особенность — смену прежне парадигмы новой, переход к более общей и глубокой теории исследуемы процессов.

Все прежние картины мира создавались как бы извне: исследователь изучал окружающий мир отстраненно, вне связи с собой, в полной уверенности, что можно исследовать явления, не нарушая их течения. Таков была веками закреплявшаяся естественно-научная традиция. Теперь научная картина мира создается уже не извне, а изнутри, и сам исследовател становится неотъемлемой частью создаваемой им картины. Очень много еще неясно и скрыто от нашего взора. Тем не менее сейчас перед нами развертывается грандиозная гипотетическая картина процесса самоорганизации материи от «Большого Взрыва» до современного этапа, когда матери познает себя, когда ей присущ разум, способный обеспечить ее целенаправленное развитие.

Наиболее характерной чертой современной естественно-научной картины мира является ее эволюционность. Эволюция происходит во всех областях материального мира: в неживой природе, живой природе и социальном обществе.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >