CC BY
157
№ 1 (25) 2010
В. Н. Волкова
концепции современного естествознания: от физикализма к интегральным подходам
Статья посвящена вопросу содержания курса «Концепции современного естествознания». Анализируя историю развития научных представлений об устройстве мироздания, автор обосновывает идею построения единой интегральной концепции естествознания на основе сочетания различных подходов с использованием методологии теории систем, синергетики и информатики.
Современное естествознание опирается на совокупность наук о природе, компонентами которой являются не только земля и недра, растения и животные, но и человек, и социальная сфера, как и любые природные условия, являющаяся средой для жизнедеятельности человека. Поэтому дисциплина «Концепции современного естествознания» обобщает результаты исследований различных сфер природы, полученные в физике, химии, астрономии, биологии, философии, социологии и т. д.
По данной дисциплине в последнее время написано достаточно учебной литературы [2, 4, 7, 8-10, 14 и др.], где с различной степенью детализации приводятся сведения из разных наук, характеризующие аспекты и сферы естествознания, вклад в его развитие ученых, проводивших исследования в конкретных областях знаний. В то же время при всем многообразии представленных в этих изданиях сведений и концепций обобщенное представление о современном естествознании, о его месте и роли в совокупности наук нельзя считать сложившимся.
Для обоснования научных подходов, обозначенных в названии статьи, вкратце рассмотрим этапы развития концепций познания природы.
В Древнем мире господствовала единая естественно-научная концепция познания мира, хотя уже тогда возникли элемен-
ты большинства концепций, впоследствии выделившихся в самостоятельные: философские, космологические, начала механической, биологической, социологической и диалектической концепций.
Однако уже в тот период было выявлено противоречие между двумя видами восприятия мира — посредством чувств и с помощью разума. С одной стороны, мир представляется как некий объект, обладающий своими собственными, не зависящими от человека закономерностями, а с другой -как некая универсальная целостность (макрокосм), находящаяся в определенной связи с человеком (микрокосм).
Произошло разграничение «логики вещей» и «логики идей».
Парменид, Зенон Элейский выявили противоречие в сознании человека между двумя картинами мира: картиной, полученной посредством органов чувств, через наблюдение; и картиной, полученной с помощью разума, логики, рационального мышления. Сократ обосновал разделение двух миров — идеального и материального. Он ввел понятие эйдос - общая идея или смысл, родовое, благо. Платон ввел понятие идея как начало вещи (ее прообраз, модель) и идеального мира (первопричины возникновения всего). Его можно считать основоположником телеологии — науки о целесообразности, которая впоследствии способствовала определению
№ 1 (25) 2010
понятия цели. Аристотель перенес акцент с идеи Платона на форму, обратил внимание на единство материи и формы.
В XVIII в. И. Кант ввел понятия «вещь в себе» и «вещь для нас». По Канту, между идеальным образом вещи и самой вещью нет соответствия в содержании. Вещь сама по себе, без познающего ее субъекта есть «вещь в себе» — ноумен. Она непознаваема, является потусторонней, трансцендентной. «Вещь для нас» есть явление, феномен. Возникло понятие разрыва между мышлением о вещи и самой вещью.
В философии основным вопросом исследования стал вопрос о первичности материального или идеального мира, материи или сознания, а для естествознания, по мнению автора настоящей статьи, — изучение методов, которые позволили бы приблизить представление о вещи, явлении («вещи в себе») к пониманию этой вещи, явления, т. е. уменьшить различие между ноуменом и ц феноменом, содержанием и формой. ^ В эпоху Возрождения были сформулиро-§ ваны основные методы познания. § Индуктивный метод Ф. Бэкона базиру-
1 ется на эмпирическом способе познания <| природы, на том, что общее представлено ние строится на основе частных посылок. | В основе рационально-дедуктивного метода | Р. Декарта — целостное восприятие с по-| следующим углублением познания целого | посредством детализации, уточнения (от об-§ щего — к частному). Впоследствии И. Ньютон сформулировал гипотетико-дедуктив-
ц ный метод, «согласно которому вначале ;§ выдвигаются несколько гипотез о причинах 13 изучаемых явлений, а затем дедуктивным пу-В тем из гипотез выводятся следствия». <3 Ньютон завершил этап формирования ме-
2 ханической концепции естествознания, ос-| новы которой были заложены Н. Коперни-| ком и Г. Галилеем, дал теоретическое обос-& нование этой концепции. Он предложил ме-^ тод расчета самых простых — механических =| движений на основе бесконечно малых при-Ц ращений величин (характеристик исследуете мых движений), который был назван методом
флюксий. Он составил основу метода интегро-дифференциального исчисления, предложенного Ньютоном и Лейбницем, что в свою очередь способствовало развитию механической концепции и перерастанию ее в физико-математическую. В конце XIX в. Г. Спенсер предложил принцип интеграции и дифференциации, более известный гуманитариям, чем интегро-дифференциальное исчисление.
Перечисленные методы составляют основу механической концепции познания, которая господствовала в период развития естествознания, названного механическим. В то же время научный метод Ньютона — Лейбница, базирующийся на математике и физике, не учитывал в моделях мира человека.
В XVII в. благодаря Б. Паскалю произошло осознание различия гуманитарного и формального способов мышления, что привело к разделению концепций естествознания на две группы: 1) гуманитарные, философские; 2) естественно-научные и физико-математические.
В XX в. активно развивались 2 формы культуры — естественно-научная и гуманитарная, различающиеся методами познания.
Эти формы мышления связывают с разными полушариями головного мозга. При этом гуманитарные методы познания позволяют выявить содержание, образ, целостность, а формальные, характерные для естественно-научного подхода, обеспечивают строгое отображение элементов и законов их взаимодействия. В европейской культуре наиболее предпочтительными и развитыми оказались формальные методы.
Гуманитарное знание связано с определением смысла, назначения, целесообразности (телеология), цели. Формальные методы, традиционно базирующиеся на математике, не позволяют выявить содержание исследуемых процессов, понять их целостность, хотя и могут активизировать гуманитарное мышление для выявления содержания и отобразить законы взаимодействия компонентов, полученные эмпирически, в виде строгих соотношений, формул.
№ 1 (25) 2010
Французский математик Ж. Адамар, исследуя процесс изобретательства, обнаружил, что для повышения эффективности процесса творчества необходимы обе формы мышления и переключение с одной формы на другую.
В XVШ-XIX вв. активно развивались теории, объясняющие развитие мира. В естествознании этот период получил название периода эволюционных концепций.
Ж.-Б. Ламарк выдвинул гипотезу, согласно которой современные виды живых существ произошли от ранее живших путем приспособления, обусловленного их стремлением лучше гармонировать с окружающей средой. Ч. Дарвин заложил основы теории эволюции (дарвинизм). Все многообразие живой природы является результатом действия трех взаимосвязанных факторов: наследственности, изменчивости и естественного отбора. Г Спенсер доказал, что любые существующие виды (растений и животных), попадая в иные условия существования и приспосабливаясь к ним, подвергаются некоторым изменениям («Гипотеза развития», 1852). Э. Геккель открыл закон рекапитуляции: стадии, через которые проходит организм в процессе своего развития, повторяют эволюционную историю группы, к которой он относится. Д. И. Менделеев на основе выявленных закономерностей разработал периодическую систему химических элементов. В качестве системообразующего фактора, или «неизменного общего в изменяемом и частном», он выбрал атомную массу, или атомный вес. Он предсказал существование неизвестных элементов, оставив для них пустые ячейки в своей таблице. Впоследствии эти элементы были открыты, и их свойства оказались такими, как предсказал Менделеев. И. И. Мечников разработал теорию эволюционной эмбриологии. А. М. Бутлеров, исследуя химическое строение органических веществ, сделал вывод о несводимости закономерностей органической материи высшего порядка к закономерностям низшего порядка, изучаемым атомной физикой.
По мере развития методов естествозна- | ния, помогающих открывать все новые яв- § ления природы, в XX в. был обозначен ряд аё важных проблем: разнообразие законов сохранения, открытие фотоэффекта, радиоактивности, законов термодинамики, кор-пускулярно-волнового дуализма, осознание особенностей биологического уровня организации материи и принципиальных отличий живого от неживого; особенностей человека и социально-экономических объектов, самоорганизация в живой и неживой природе; одновременное действие законов сохранения и законов эволюции, экологические проблемы научно-технического прогресса, прогнозы Римского клуба, осознание невозможности линейной схемы развития цивилизации, усиление роли информации в развитии природы и особенно ее социально-экономической сферы.
Для решения этих проблем господствующей механической концепции, развившейся в физико-математическую, не достаточно.
Оформившаяся к этому времени диалектическая концепция объясняла объективность противоречий, их необходимость для существования и эволюции сложного мира. Однако данная концепция не имела формализованного аппарата, которому отдает предпочтение европейская научная школа.
Возникли попытки заимствования гуманитарными методами опыта формальных методов. Получил развитие физикализм -распространение физических законов на социальные явления. Так, принцип дополнительности Н. Бора был распространен на другие объекты: образное и дискурсивное (логическое) мышление находятся в отношении дополнительности, аналогично категориям объект и субъект познания. При этом, например, Дж. Дьюи считал, что «процесс познания изменяет познаваемый предмет, если не создает его».
С помощью физикализма были объяснены некоторые проблемы, возникшие в период кризиса естествознания. Однако к середине XX в. стал очевидным кризис концепции физикализма.
№ 1 (25) 2010
Вывод А. М. Бутлерова о несводимости закономерностей органической материи высшего порядка к закономерностям низшего порядка, полученный для органической химии, был расширен до понимания принципиальной невозможности применения концепций и методов, справедливых для неживой природы, исследования биологических и особенно социально-экономических объектов, т. е. несостоятельности концепции физикализма. Для социально-экономических объектов как наиболее высокоорганизованных могут также оказаться неприменимыми методы исследования биологического уровня развития природы.
Кризис концепции физикализма привел к поиску интегральных концепций естествознания, объединяющих возможности гуманитарного и формального мышления.
Такие попытки были предприняты в 30-е гг. XX в. на основе лингвистических и семиотических подходов - структурализма (Ф. де Сос-ц сюр, К. Леви-Стросс), постструктурализ-^ ма (м. Фуко). Однако эти попытки породили § антиномии, парадоксы в форме синонимии,
5 полисемии и т. п. особенностей естествен-
| ного языка. ¡г
<| Концепции естествознания, окончательно
й сложившиеся к концу XX в., отличаются раз-
| нообразием подходов и методов, но в то же
| время они ориентированы на исследование
| отдельных сторон сложных объектов (физи-
§ ческих, химических, биологических и т. п.),
§ что затрудняет осмысление возникших в XX в.
глобальных проблем. Для того чтобы глубже
ц понять потребности и методы современного
;§ естествознания, необходимо восстановить
13 целостное естественно-научное мировоззре-
В ние, что становится возможным на основе й
<3 развития интегральных концепций. 2 В современном естествознании потреб-
| ность в интегральной концепции актуальна
| еще и в связи с тем, что все больше осозна-
6 ется необходимость возврата к целостному ^ восприятию мира.
=| Становление концепции антропоцентриз-
Ц ма — важный фактор в развитии цивилиза-
¿е ции, научно-технического прогресса. Вме-
сте с тем антропоцентризм в определенной степени играет и отрицательную роль. Противопоставление человека и природы привело к экологическим проблемам, к опасности неконтролируемого научно-технического прогресса и бизнеса для существования земной цивилизации.
В конце XIX в. получает свое дальнейшее развитие концепция космизма, в том числе и в России — русский космизм, которым достаточно ясно осознавались не только зависимость человека от космоса, но и обратное влияние человека на окружающий мир. Соразмерность человека и остального мира послужили основой для развитой русскими космистами идеи о необходимости соизмерять человеческую деятельность с принципами целостности мира. Космисты обосновали принципы нового отношения человека к природе. Они достаточно близко подошли к осознанию тех проблем, которые в дальнейшем получили название глобальных. Идея возможного экологического кризиса, хотя и неявно, но все же получила осмысление в работах космистов.
Концепцию антропокосмизма предложил Н. Г. Холодный [16], который считал, что «изменения, навязываемые человеком природе, имеют свои границы». Как существо разумное человек должен предвидеть результаты своей деятельности, за которую он несет ответственность.
Интуитивное осознание возможных глобальных противоречий между технократической деятельностью человека и гармонией космоса привело космистов к поискам выхода из возможного в будущем неблагоприятного состояния, в которое могло бы быть ввергнуто человечество. В настоящее время концепцию антропокосмизма активно развивает В. Н. Сагатовский [13].
В. И. Вернадский, не используя термин «антропокосмизм», разработал концепцию ноосферы как концепцию единого знания о мире.
Вернадский считал, что «.. .явления жизни и явления мертвой природы, взятые с геологической, т. е. планетарной точки зрения, яв-
№ 1 (25) 2010
ляются проявлением единого процесса» [1]. Изучаемая биологами сфера жизни — биосфера — является неразрывной частью земной коры и оказывает на нее активное обратное влияние, изменяя ее. Человек, как и все живые организмы, — часть биосферы, определенная ее функция, которая оказывает на эту систему активное воздействие. Возникающее в процессе биоэволюции человеческое сознание становится особым фактором эволюции, значение которого возрастает с течением времени. Перерастание биосферы в ноосферу (сферу разума) является логическим завершением эволюции материи: все части развивающегося мира оказываются взаимосвязанными, и человек закономерно вписывается в этот мир.
Вернадский воспринимал человеческий разум как космическое явление, естественную и закономерную часть природы, которая создала разумное существо, постигая таким образом себя. Биосфера переходит в новое состояние — ноосферу — под влиянием научной мысли и человеческого труда. «Ноос», кроме «разума», означает еще и «волю». Вернадский верил в человека, в его добрую волю. По мнению ученого, разумная регуляция природы — принципиально новая ступень эволюции как сознательно-волевое преобразовательное действие, выполняемое «существами разумными и нравственными».
Под влиянием идей Вернадского первоначально интегральные концепции возникали на стыке биогеологического, биогеохимического и биогеокосмического подходов. В 70-е гг. XX в. Л. Н. Гумилевым [5] была разработана концепция этногенеза и культурогенеза. В 1979 г. Х. Ионас и Х. Ленк в развитие этики ценностей предложили понятие этики ответственности человечества за свое будущее.
Принцип ответственности - требование максимизации ответственности как интегральной ценности при выборе будущего. Примеры этики ответственности — биоэтика, биомедицинская, экологическая этика. В последующем ученые развивают идею о необходимости «этизировать» естественно-научное знание.
<5
В 90-е гг. XX в. Н. Н. Моисеев развивает | концепцию ноосферы, опираясь на мысль § Вернадского о том, что Человек превраща- аё ется в основную геологообразующую силу, и, как следствие, он должен принять на себя ответственность за будущее развитие Природы; в результате развитие планеты будет регулироваться силой Разума. Моисеев рассматривает ноосферу как одно из возможных будущих состояний верхних оболочек Земли; обосновывает роль человека, его интеллекта как активного начала, инициирующего и регулирующего негэнтропийные тенденции, снижающие энтропию, «хаос» (как плохо или малоструктурированную среду) и обеспечивающие непрерывное усложнение организационных форм, развитие не только земной цивилизации, но и Космоса. Ученый показывает, что стратегия человечества должна предполагать согласованное развитие природы и общества, коэволюцию общества и биосферы, сочетание экологического и этического императивов. «Человек должен научиться разумно распоряжаться своим могуществом и обеспечить такое взаимодействие с окружающей средой, которое позволит развиваться и обществу, и Природе» [11].
При этом Моисеев рассматривает процессы самоорганизации Природы (включая неживую и живую) как термодинамические и привлекает для исследования энтропийно-негэнтропийных процессов концепцию синергетики. Кроме того, он рассматривает единую картину мира, делает «набросок мирового эволюционного процесса», «эскиз единого процесса самоорганизации» [11], на основе синергетических представлений исследует механизмы эволюции, основы «единого языка» отображения эволюционных процессов. Для раскрытия своей концепции Моисеев считает необходимым создание систем искусственного интеллекта, которые позволят формировать «коллективный Разум», способный, по его мнению, стать более объективным регулятором инициирования тенденций развития взаимоотношений общества и Природы. Иными словами, Мои-
№ 1 (25) 2010
сеев выступал за разработку интегральной концепции познания мира, хотя и не использовал этот термин.
Интегральные концепции (кибернетический, системный, синергетический, информационный подходы) исторически возникали на основе разных потребностей и предпосылок, но имеют общую направленность на исследование сложных развивающихся объектов. Каждая из них позволяет решать определенный круг проблем. В настоящее время осознается потребность и возможность объединения этих концепций, поскольку они могут дополнить друг друга, что сделает более продуктивным исследование социально-экономических объектов как высокоорганизованных форм цивилизации.
Базой для объединения интегральных концепций может стать системный подход и его основа — теория систем. Действительно, кибернетический подход можно считать частным случаем современной теории сис-ц тем, применимым к техническим объектам ^ и системам управления. Синергетический § подход все чаще апеллирует к понятиям тео-
5 рии систем и, в частности, к понятию откры-
1 той системы. В то же время в современной <| теории систем, хотя и содержатся теоретики ческие исследования закономерностей от-| крытых развивающихся систем, все же не-| достаточно развиты методы моделирования | открытых систем с активными элементами, | нет моделей, позволяющих отобразить ис-§ следуемые синергетикой процессы перехода системы на новый уровень развития.
^ Обосновать целесообразность объеди-
;§ нения концепций естествознания на базе
13 системного подхода и теории систем позво-
В ляет анализ основных особенностей этих й
<3 направлений.
2 1. Задача системного подхода и общей | теории систем состоит в том, чтобы объяс-| нить поведение, функционирование и разви-
6 тие объекта как целого. При исследовании ^ объекта как системы компоненты этой сис-=| темы рассматриваются не сами по себе, от-Ц дельно, а с учетом их места в структуре це-¿е лого. Основа системного подхода и теории
систем как интегральной концепции естествознания - выявление и изучение общесистемных закономерностей: эмерджентности, коммуникативности, иерархичности, экви-финальности, закона «необходимого разнообразия», потенциальной эффективности, историчности, самоорганизации и т. д. [3].
2. Традиционный подход, характерный для математики и базирующихся на ее основе специальных наук, основан на убеждении, что проблема сложности есть сведение целого к части, и изучение частей позволит понять целое. В противоположность этому концепция целостности исходит из того, что невозможно понять целое, изучая только его части, у целого есть такие свойства и качества, которых нет у отдельных элементов (закономерность целостности, или эмерджентности).
На эту закономерность обратил внимание еще Аристотель, утверждавший, что «сумма свойств частей не есть свойства целого»; Ш. Жерар подчеркивал, что при образовании структур различные атомы не просто взаимодействуют, но известным образом преобразуют друг друга, так что в результате возникает определенная целостность (система). В XX в. в изучение проблемы возникновения целостности большой вклад внес В. Г. Афанасьев. Идея возникновения эффекта целостности является основой концепции синергетики Г. Хакена [15], согласно которой, этот эффект является синергетическим. В то же время термин «эмерджентность», предложенный Л. фон Берталанфи [17] и означающий появление (от англ. emergence - появляться) новых, неожиданных свойств у системы по сравнению с ее элементами, в большей степени соответствует рассматриваемой закономерности, чем термин «синергизм» (совместный, согласованно действующий).
3. В классической науке, базирующейся на механической концепции, по аналогии с механикой системы рассматривались как закрытые системы. Л. фон Берталанфи указал на необходимость для отображения живых систем ввести понятие открытой систе-
№ 1 (25) 2010
мы, т. е. системы, постоянно обменивающейся со средой массой (веществом), энергией и информацией. Таким образом, при исследовании систем предполагается учет внешних условий их существования. Открытость системы обусловливает ее развитие.
4. В теории систем посредством общесистемных закономерностей показано, что основой развития системы может быть не только открытость, но и внутренне активное начало, инициирующее негэнтропийные тенденции, противопоставленные энтропийным. Этот вывод является прочной основой для интеграции теории систем с моделью синергетики И. Р. Пригожина [12].
5. Для высокоорганизованных систем оказывается недостаточным причинное описание их поведения. Это означает, что причинно-следственная связь является слишком жесткой, однозначной. Согласно таким представлениям, в классической науке считалось возможным спрогнозировать весь процесс событий, а случайность и нелогичность рассматривались как некие помехи. Однако после того как ученые исследовали поведение сложных высокоорганизованных систем (биологических, социальных, сложных технических комплексов, которые, как правило, являются человекомашинными), оказалось, что строгой предопределенности (однозначности прогнозирования) нет.
С учетом рассмотренных особенностей создание единой интегральной концепции естествознания, по-видимому, возможно на основе сочетания системно-диалектической и гуманитарно-этических концепций посредством развития системного подхода в области создания теории развивающихся систем, объединяющей идеи и методы теории систем (включая проблему целеобразова-ния и открытости систем), синергетического и информационного подходов, опирающихся на законы формализованной диалектической логики, описанные в работе А. А. Денисова [6].
Более подробно обоснование необходимости формирования интегральной концепции естествознания изложено в [2].
Список литературы g
1. Вернадский В. И. Начало и вечность жизни. М.: § Советская Россия, 1989. — 704 с. э£
2. Волкова В. Н. Концепции современного естествознания: учеб. пособие. М.: Высшая школа, 2009. — 286 с.
3. Волкова В. Н. и др. Теория систем: учеб. пособие для студентов вузов / В. Н. Волкова, А. А. Денисов. М.: Высшая школа, 2007. — 512 с.
4. Горелов А. А. Концепции современного естествознания: учеб. пособие [курс лекций]. М.: Изд-во «Центр», 2002. — 208 с.
5. Гумилев Л. Н. География этноса в исторический период. Л.: Наука, Ленингр. отд-ние, 1990. — 280 с.
6. Денисов А. А. Современные проблемы системного анализа: информационный подход. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2004. — 276 с.
7. Дубнищева Т. Я. Концепции современного естествознания: учебник под ред. акад. М. Ф. Жукова. 3-е изд. М.: ИКЦ «Маркетинг»; Новосибирск: ООО «Изд-во ЮКЭА», 2001. — 832 с.
8. Канке В. А. Концепции современного естествознания: учебник для вузов. М.: Логос, 2001. — 368 с.
9. Карпенков С. Х. Концепции современного естествознания: учебник. М.: Высшая школа, 2000. — 334 с.
10. Концепции современного естествознания: учебник для вузов / В. Н. Лавриненко [и др.]; под ред. В. Н. Лавриненко, В. П. Ратникова. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002. — 303 с.
11. Моисеев Н. Н. Человек и ноосфера. М.: Молодая гвардия, 1990. — 352 с.
12. Пригожин И. Р. От существующего к возникающему: время и сложность в физических науках. М.: Наука, 1985. — 328 с.
13. Сагатовский В. Н. Русская идея: продолжим ли прерванный путь? СПб.: Петрополис, 1994. — 217 с.
14. Скопин А. Ю. Концепции современного естествознания: учебник. М.: Проспект, 2003. — 392 с.
15. Хакен Г. Синергетика. М.: Мир, 1980.
16. Холодный Н. Г. Избранные труды. Киев, 1982. — 180 с.
17. Bertalanfy L. von. General System Theory — a Critical Review // General System, vol. YII, 1962. Р. 1-20.
