CC BY
275
ИСТОРИЯ НАУКИ
УДК 075.8
А.Г. Рябухин1, А.А. Наймарк2
ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИИ КАК ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПАРАДИГМ (ОТ РЕМЕСЛА К ЗРЕЛОЙ НАУКЕ)
История геологии от древнейших времен до начала XX в. проанализирована как последовательность парадигм разных уровней. С этих позиций обосновано выделение донаучного и преднаучного этапов и составляющих их периодов. Для каждого из них рассмотрены изменения соотношений эмпирии и теории, индукции и дедукции, катастрофизма и градуализма, линейности и нелинейности как критериев перехода геологии от донаучного к преднаучному этапу и далее к зрелой науке.
Ключевые слова: история геологии, методология, парадигма, факт, концепция, гипотеза, теория.
The history of geology from the most ancient times prior to the beginning of 20th century is analysed as sequence of paradigms of different levels. From these positions allocation of unscientific and prescientific stages and the periods making them is proved. For each of them changes of parities of empiricism and the theory, an induction and deduction, catastrophism and gradualness, linearity and nonlinearity as criteria of transition of geology from a prescience to a science, and further — to a mature science are considered.
Key words: history of geology, methodology, a paradigm, the fact, the concept, a hypothesis, the theory, a mature science.
Введение. Структурированность знания, науки обусловливает и структурированность исследовательского сообщества. Отсюда вытекает ранее выдвинутое [Наймарк, Рябухин, 2010] положение о разноранго-вости парадигм — от узкоспециальных (например, геотектонических) к специальным (общегеологическим), отраслевым (общеестественно-научным) и фундаментальным (общенаучным) с соответствующими изменениями в них соотношений эмпирии и теории, конкретности и абстрактности. Именно такие парадигмальные перестройки, в зависимости от уровня их фундаментальности, знаменуют наступление разноранговых подразделений — этапов, периодов, стадий — в периодизации конкретной науки. Это общий для любой области знаний путь к зрелой науке, но имеется и существенная специфика эволюции разных наук. Сравнения общих и особенных черт эволюции данной науки с другими могут оказаться весьма полезны при выборе оптимальных путей развития научного знания. С этих позиций рассмотрим историю геологии, ограничившись в статье донаучным и впервые выделяемым преднаучным этапами ее развития.
Донаучный этап. Начальный период (ранее V в. до н.э.) характеризовался попытками приспособить к текущим нуждам примитивного обихода случайно найденные минералы и породы. Стихийно выделялись
те их признаки, которые оказались полезными, формировались простейшие представления о «камнях» нужных и ненужных; намечалась целенаправленность в отношении поисков первых. Естественным образом проявлялись отдельные попытки, а затем и навыки первичной обработки одних податливых обломков другими, более твердыми. Интуитивно-эмпирически складывалась неспециализированная примитивная описательно-прикладная «протопарадигма» практики их поисков, добычи и использования.
В античный период (до V в. н.э.) уже проявились свойственные будущим наукам о природе стремления к уяснению связи вещей (появление ранних схем мироздания), к фундаментальности выдвигаемых утверждений (приложимости не к единичным объектам, а к их классам), к получению нового знания (а не частного практического результата).
Постижение реальности шло двумя путями — путем непосредственного истолкования событий обыденной жизни и путем последовательной трансформации конкретных явлений, их соотношений и истолкований во все более общие, абстрактные утверждения. В этом исподволь проявлялcя принцип модельности познания. Различия логического и эмпирического способов познания отмечал еще Парменид. Платон заложил основы гипотетико-дедуктивного метода, когда, допуская определенную гипотезу, затем про-
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра динамической геологии, профессор, докт. геол.-минер. н.; e-mail: [email protected]
2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра динамической геологии, ст. науч. с.; e-mail: [email protected]
веряют следствия из нее. Все это вместе составляло элементы стихийно складывающейся «протонаучной» парадигмы.
Отсутствие эмпирических знаний о глубинном строении восполнялось фантастическими построениями. Динамика природных процессов виделась преимущественно циклической. Возникали начальные идеи нептунизма и плутонизма, гео- и гелиоцентризма, догадки о возможных путях происхождения и развития Земли. Исходя из потребностей сельского хозяйства, навигации, летоисчисления и на практике затрагивая интересы многих людей, они играли роль своего рода парадигм — не только интуитивно, но и осмысленно эмпирических, слабо специализированных-геологических, реже спекулятивно-теоретических общеестественно-научных. Но это еще не свидетельствует о существовании в то время подлинной геологической науки.
Средневековье (У—ХУ вв.) В это же время на арабоязычном Востоке коллективно создавалось энциклопедическое описание основных геологических процессов, подчеркивалась цикличность их проявлений. В работах Аль Бируни отражены представления о шарообразности Земли, о возможности перемещения материков, знания о строении и свойствах около 100 минералов и горных пород. Соображения о происхождении и классификация «камней» содержатся в трудах Авиценны. Но индуктивно-эмпирическим описательно систематизирующим специализированным парадигмам не сопутствовали такие признаки начала зарождения научной геологии, как планомерные теоретические исследования.
В эпоху Возрождения (переход от Средневековья к Новому времени, конец ХУ—ХУ1 вв.) естественнонаучное миропонимание претерпело коренную перестройку. Декларировалось противопоставление авторитетам, догматам, предрассудкам, единственной, как казалось тогда, подлинной основы знания — научного (не обыденного) опыта, который, оперируя абстракциями, тем не менее рассматривался как «голос самой природы». Считалось, что тщательные наблюдения и эксперименты необходимы и вполне достаточны, чтобы любые предположения были подтверждены (или опровергнуты) совершенно однозначно; «безусловна» только опытная неопровержимость, и она же — несомненный признак истинности и научности.
Знаковым достижением стала уже подлинно научная коперниковская революция (1543), с переходом к принципиально новой общеестественно-научной парадигме. Ее воплощением была гелиоцентрическая система, выступавшая как строгая теория, основанная не на примитивной эмпирике, а на точных наблюдениях и расчетах. Важнейшая ее черта — опора в первую очередь на результаты количественных оценок опытных данных. Но теперь к этому добавлялись различие первичных результатов наблюдений и научных фактов, признание движения небесных и земных объектов по законам их собственного существова-
ния. В последующем труды Галилея подтвердили, что интуитивно-очевидным выводам из обыденного наблюдения нельзя доверять полностью. Необходим контроль с применением строгих методов научного наблюдения, эксперимента и логически корректного рассуждения.
Однако тогдашняя практика изучения Земли от этих высоких стандартов была довольно далека. Геологические наблюдения, описания и эмпирические обобщения Леонардо да Винчи, Б. Палисси, Г. Бауэра (Агриколы) о свойствах, распространении, особенностях залегания рудных тел, минералов, наставления по поискам полезных ископаемых, технике разработки руд, их обогащению, классификации, начавшаяся подготовка специалистов по горнорудному делу — все это не обнаруживало признаков перехода от чисто практических ремесленных умений и знаний к теоретическим построениям. Поворот к науке произошел позже.
Преднаучный этап. Важные количественные, а затем и качественные изменения в изучении Земли обозначились в первой половине XVII в.
В 1644—1647 гг. Р. Декарт предложил весьма умозрительную концепцию глубинного строения и эволюции нашей планеты. Земля — остывшая звезда; первичная материя в ее центре окружена металлической корой, перекрытой осадочной оболочкой, при разрушении последней возникали горы, понижения затапливались морем. Эта целостная, но фактуально необоснованная концепция не могла быть парадигмой тогдашней геологии, но открыла ряд последующих, более «геологичных» гипотетико-дедуктивных концепций Г. Лейбница, И. Канта, П.С. Лапласа, А.Г. Вернера.
Несколько раньше (1620) Ф. Бэкон сформулировал основы эмпирико-индуктивного метода получения общих выводов из единичных опытных фактов. Именно такой путь познания главным образом и реализовался в еще только формировавшейся геологии, но научный эмпиризм и индуктивизм пришли в нее от Н. Стенона. Им впервые были созданы (с конца 1660-х гг.) не только индуктивно-эмпирические обобщения о геологическом строении и развитии конкретного района (Тосканы), но предложены фундаментальные принципы геологических исследований, даны примеры того, как следует методически корректно и обоснованно делать выводы из наблюдений объектов стратиграфии, тектоники, кристаллографии. Была дана четкая методологическая установка — законы природы обусловливают форму и возникновение природного тела, и в нем самом нужно уметь обнаруживать указания на место и способ его образования. Индуктивный переход от частных натурных примеров к абстрактным фундаментальным заключениям иллюстрируют следующие положения: а) распространение любого осадочного слоя исходно непрерывно; любая прерывистость — результат нарушения первичного залегания эрозией
или тектоническими дислокациями; б) любая осадочная толща формировалась в результате последовательного осаждения слоев от нижнего, самого раннего, к верхним, все более молодым; в) залегание любого осадочного слоя исходно горизонтально, а подошва и кровля взаимно параллельны; иное указывает на последующие изменения — образование гор, вулканизм или размыв.
Важнейшим рубежом в истории естествознания, науки в целом стали исследования И. Ньютона. Открытие им (1687) законов механического движения, закона всемирного тяготения, воспринятого тогда как наиболее общий закон природы, разработка и применение интегрального и дифференциального исчислений для исследований в области динамики, строгость математического обоснования и выражения и вместе с тем простота и универсальность открытых им законов привели к утверждению общеестественнонаучной парадигмы, сводившей едва ли не все процессы действительности к принципиально вполне предсказуемым проявлениям именно этих законов. Заданные Ньютоном высочайшие для того времени стандарты естественно-научного исследования не могли не повлиять — не сразу и не прямо — на восприятие и представление о геологической реальности. Во главу ставились, возрождая идеи древнегреческих плутонистов, выводы о решающем влиянии на изменения лика Земли внутренних процессов — сейсмических и вулканических. В целом к середине XVIII в. геология находилась еще на стадии собирания и систематизации фактов, создания чисто эмпирических обобщений. Подлинно научного взгляда на историю становления нашей планеты не было, а существовавшие представления носили, как правило, фантастический характер. Работы Н. Стенона получили известность лишь с 1830-х гг.; гелиоцентрическая модель Коперника, космогонические концепции Декарта и Лейбница не были общепризнанными. Работы их, а также Леонардо да Винчи, Б. Палисси лишь подготовили почву для научного истолкования накопленных геологических знаний.
Переход от преднауки к науке. Если геологическая преднаука изучала мир интуитивно, в обыденном опыте, то наука должна была базироваться не только на опыте, но и на полученных ранее знаниях, организованных в теории [Степин, 2006]. С середины XVIII в. в естествознании отмечаются моменты, важные и для геологии, появляются гипотезы становления Солнечной системы. Так, Ж.Л. Бюффон в первой катастрофической гипотезе (1749) привлек внимание к роли внешних космических факторов: планеты образовались вследствие столкновения Солнца с кометой. В 1778 г. он же наметил основные этапы развития Земли, оценив длительность ее истории в 75 тыс. лет, что далеко от реальности.
Но несколько раньше, в 1755 г., была издана первая фундаментальная «Всеобщая естественная история и теория неба, или Опыт об устройстве и
механическом происхождении всего мироздания на основе Ньютоновых законов» И. Канта. Причина образования планет — гравитационное сближение и слипание холодных мелких частиц первичной материи. В 1797 г. концепция была дополнена и частично изменена П.С. Лапласом: из первичной вращающейся и гравитационно сжимаемой туманности возникло Солнце, затем выделившиеся из туманности кольца распались на сгущения — будущие планеты, изначально раскаленные, впоследствии остывшие и затвердевшие. Позже (в начале XIX в.) гипотеза Канта—Лапласа прочно вошла в науку и стала общеестественно-научной парадигмой, исходной для важных теоретических построений и выводов чисто геологического характера.
В последней четверти XVIII в. уже были созданы важные специализированные эмпирические обобщения — литолого-стратиграфические схемы и карты для отдельных районов Западной Европы, активизировались нептунистские представления. Так, по А.Г. Вернеру, все минералы и горные породы (кроме молодых вулканитов) кристаллизовались из водной среды. По результатам наблюдений в Германии Вер-нер наметил в истории Земли несколько эпох поднятия и снижения уровня Мирового океана. В древнейшую эпоху подъема и последующего спада вод отложились химическим путем «первозданные» граниты, гнейсы, сланцы. Затем по мере падения уровня воды стали формироваться хемогенно-обломочные и преобладающие обломочные слоистые породы. В этой эмпирически слабо обоснованной, но тогда широко признанной схеме, близкой к идее Всемирного потопа, вулканизм рассматривался как второстепенный поверхностный фактор; наклоны слоев объяснялись «неправильной кристаллизацией».
Старший современник Вернера Дж. Хаттон по результатам наблюдений в Шотландии пришел к убеждению о «плутоническом» (магматическом) происхождении зеленокаменных пород и гранитов, слагающих ядра и вершины горных сооружений, а также о решающей роли внутренней энергии Земли в формировании лика Земли и одновременном взаимодействии процессов разрушения и созидания с образованием магматических и осадочных пород. Важным было убеждение, что формирование Земли подчиняется законам физики и химии, геологическая история имеет циклический характер, а все процессы тесно взаимоувязаны в пространстве и времени. Но идеи Хаттона, с сегодняшних позиций более прогрессивные, нежели нептунизм, не были восприняты современниками. Успех и признание пришли к ним в начале XIX в.
Дискуссии нептунистов и плутонистов не помешали, а скорее помогли тому, что к концу XVIII в. был заложен эмпирический фундамент будущей геологической науки. Стенон, Ардуино, Фюксель, Вернер разработали первые принципы расчленения слоистой осадочной оболочки Земли. Моро, Хаттон
правильно оценили роль магматизма, Ломоносов и Хаттон — значение эндогенных и экзогенных процессов в развитии Земли. Декарт, Лейбниц, Кант, Лаплас предложили космогоническую основу этого развития. Бюффон и Ломоносов предприняли первые попытки наметить этапы и оценить реальную длительность истории Земли, выйдя за рамки библейского летоисчисления. Появились первые, еще несовершенные геологические карты, стратиграфические разрезы, классификации минералов и горных пород, начали изучать их физические свойства и состав. Однако разрезы расчленялись лишь на основе литологического состава, степени измененности и частоты находок органических остатков.
В целом в ХУП—ХУШ вв. в геологии, как и в естествознании в целом, в качестве идеала научного исследования декларировались непредвзятые наблюдения и эксперименты с получением якобы объективных эмпирических фактов, указывающих на то, каково строение геологической среды «на самом деле», чтобы на их основе затем вывести истинную теорию и законы происхождения и развития. Это должно было позволить прогнозировать будущее и восстанавливать прошлое. При этом принцип уни-формизма (актуализма) фактически отрицал эволюцию в неорганической природе. Необъясненность, непредсказуемость какого-либо природного процесса связывали с его сложностью и временной неполнотой знаний. В перспективе создание моделей, исчерпывающе освещающих причины всех особенностей строения и развития любого объекта, считалось в принципе реальным.
«Героический» период (первая половина XIX в.). В 1799—1839 гг. В. Смит доказал возможность датировать осадочные слои палеонтологическим (биостратиграфическим) методом и составил первые геологические карты с расчленением отложений не только по составу, но и по относительному возрасту. Была заложена основа стратиграфической (геохронологической) шкалы, которая к концу 1880-х гг. в основном была построена; картирование становилось главным методом геологических исследований. Ж. Кювье и Ал. Броньяр показали, что по органическим остаткам можно восстановить физико-географическую обстановку образования осадочных напластований. Это в свою очередь дало мощный стимул развитию структурной геологии и геотектоники; геология становилась одной из основных естественных наук. Понимание ее развития в первой половине XIX в. формировалось в дискуссиях приверженцев плутонизма и нептунизма, катастрофизма и постепенного развития, униформизма и эволюционизма. Ж.Б. Ламарк (1809) разрабатывал основы теории эволюционного, длительного и бескатастрофического преобразования низших форм организмов в высшие под воздействием изменяющихся внешних условий. Выделенные им на эволюционной лестнице типы и классы ископаемых организмов указывали на исключительную древность
Земли. Другой эволюционист, Ж. де Сент-Илер (1818), допускал прерывистость эволюционного процесса. По Ж. Кювье (1812), внезапные массовые вымирания организмов были обусловлены мгновенными «переворотами» — изменениями обстановок и условий на поверхности земного шара, из чего следовало, что ни один современный природный фактор не объясняет того, что происходило в прошлом, а прямое сравнение органического мира древних эпох с современными организмами невозможно. В России против катастрофизма выступал К.Ф. Рулье.
По Л. Буху, эпохи интенсивного горообразования носили катастрофический характер, другие участки суши затопляло море. К гипотезе кратеров поднятия почти одновременно, но на гораздо более обширном материале пришел А. Гумбольдт. Во второй четверти XIX в. эта гипотеза стала господствующей парадигмой геологии. Ее поддерживали многие крупные геологи России и Западной Европы. Были возрождены идеи Дж. Хаттона о том, что внутренняя энергия Земли определяет формирование лика Земли.
Сокрушительный критический анализ парадигмы катастрофизма дал Ч. Лайель в своей книге «Основы геологии...» (1830—1833). По его убеждению, прошлые изменения в органическом и неорганическом царствах природы были постепенными и объясняются причинами, действующими и ныне. Эти взгляды находили все более широкую поддержку, становясь основанием новой эволюционной общеестественнонаучной парадигмы. Однако и катастрофизм удерживал позиции еще около 20 лет. Униформистские положения о длительном единообразии, непрерывности и равномерности земных процессов, о суммировании их незначительных проявлений со временем в огромные преобразования лика Земли доказывались на тех же примерах, которые ранее использовали оппоненты. Тем не менее многие ученые (среди них геолог Д. Пэдж) тогда и позже ратовали за истинно прочные теории, выводимые из фактов индуктивным путем. Между тем, очевидно, индукция подразумевает, что неизвестные ситуации должны быть похожи на ранее встреченные в опыте, подводя к принципу единообразия природы.
Еще одна новая, более специализированная геологическая парадигма зародилась в 1837 г., когда Ж.Л. Агассис впервые объяснил происхождение эрратических валунов оледенением в недавнюю эпоху истории Земли. Традиционные предположения о связи их с Всемирным потопом, с разносом валунов и морен плавучими льдами (гипотеза дрифта) или катастрофическими селевыми потоками (концепция кратеров поднятия) оказались неубедительны. Однако в середине XIX в. после исследований в Гренландии, Антарктиде, в Альпах, Исландии, Скандинавии, на Шпицбергене ледниковая теория была принята научным сообществом. В России основы теории древнего материкового оледенения закладывались К.Ф. Рулье, Г.Е. Щуровским, Ф.Б. Шмидтом, П.А. Кропоткиным.
Всеобщее признание учения о ледниковом периоде наступило в 1870-е гг., хотя причины четвертичного и более древних оледенений оставались предметом дискуссий.
Итак, на основе работ Н. Стенона, Г. Хаттона, Ч. Лайеля и др. в науках о Земле сформировалась эмпирико-актуалистическая парадигма, восходившая к индуктивизму Ф. Бэкона, основанная на ньютоновых представлениях о времени и пространстве и о причинности в духе лапласовского детерминизма. К науке относили только описания фактов и их интерпретации; дедуктивные методы подвергались жесткой критике. В 1843 г. индуктивизм был канонизирован Дж.С. Миллем, наряду с этим развивались и представления униформизма (актуализма) Ч. Лайеля. Таким образом, фактически принималась идея линейности геологической эволюции без качественных изменений, и в этом смысле, по существу, отрицалось развитие.
Классический период (вторая половина XIX в.). Конец 30-х — 50-е гг. XIX в. были временем создания эволюционной теории Ч. Дарвина (1839—1859), основанной не только на эмпирическом обобщении обширного биологического и геологического материала, но и на глубоком теоретическом осмыслении, что придало ей статус новой общеестественно-научной парадигмы. Были вскрыты определяющие факторы эволюции органического мира и основных перестроек лика Земли, что оказало решающее влияние на развитие не только палеонтологии и исторической геологии, но науки в целом (в геологии эволюционная идея была обоснована Ч. Лайелем еще в начале 30-х гг.).
Между тем в геотектонике гипотеза «кратеров поднятия» все чаще встречалась с противоречиями. Ее приверженец Л. Эли де Бомон, пытаясь ее усовершенствовать (1829—1852), выдвинул гипотезу контракции. Исходя из весьма общего теоретического положения о сжатии земной коры вследствие остывания и уменьшения объема внутренних оболочек Земли он предложил дедуктивную модель, объясняющую образование гор, которое происходило катастрофически, повсеместно и одновременно, сопровождалось массовыми вымираниями органического мира и фиксировалось в разрезах несогласиями, указывающими на внезапность и кратковременность таких эпизодов. Катастрофистские аспекты гипотезы вызвали резкую критику Ч. Лайеля.
Однако представление о постепенном остывании Земли как естественном следствии космогонической гипотезы Канта—Лапласа оказалось плодотворным. В итоге гипотеза контракции на протяжении полувека составляла надежную теоретическую основу (парадигму) геологических исследований горноскладчатых сооружений. Идея латерального сжатия была успешно использована при расшифровке геологического строения горных стран не только Америки, но для объяснения покровно-надвигового строения Альп
А. Геймом и М. Бертраном. Последний также выделил естественные сочетания определенных типов горных пород (сланцы — флиш — моласса), позже названных формациями, закономерно повторявшиеся на каждом этапе развития складчатых поясов. В 1883—1909 гг. Э. Зюсс дополнительно обосновал и развил гипотезу контракции на фактическом материале для всех континентов. Была подтверждена определяющая роль тангенциальных напряжений, связанных с неравномерным сокращением различных частей планеты, в уменьшении объема и поверхности Земли.
Другой концептуальный прорыв в геотектонике связан с именем Дж. Холла. Он в 1857 г. доложил, а в 1883 г. опубликовал результаты изучения состава и мощности осадочных толщ в Аппалачах. Был сделан вывод о том, что район современных гор испытал в прошлом длительное прогибание, компенсировавшееся накоплением мощных мелководных отложений. Но Дж. Дэна, другой знаток Аппалачей, предположил исходя из тех же эмпирических фактов, но в духе контракционной гипотезы, что линейный («геосинклинальный») палеопрогиб Аппалачей был вызван не тяжестью осадочных толщ, а тангенциальным сжатием Земли. Расположенный восточнее источник сноса обломочного материала был определен как «геоантиклиналь». Подобные области, по Дж. Дэна — результат взаимодействия окраин континентов с океаническими областями в зонах, где напряжения сжатия максимальны.
Эти взгляды не привлекали внимания европейских геологов до 1900 г., когда Э. Ог в глобальном обобщении выделил в качестве основных структурных зон земной коры стабильные континентальные платформы, а между ними геосинклинали — мобильные зоны, выраженные глубоководными бассейнами (например, Атлантический океан со Срединно-Атлантической геоантиклиналью). Э. Ог начал составлять палеотектонические карты, где показал такие зоны, а также сформулировал закон, по которому осадочный чехол, трансгрессивный на континенте, в геосинклиналях всегда регрессивный и наоборот. Изложенное Э. Огом целостное учение о геосинклиналях получило мировое признание. Выйдя далеко за рамки контракционной гипотезы, оно в течение 70 лет было общегеотектонической парадигмой, определявшей развитие геологии.
Интенсивно развивались и другие области геологии. В 1838 г. А. Грессли ввел быстро принятое геологами понятие «фация». Российские ученые Н.А. Головкинский и А.А. Иноземцев связывали обособление фаций осадочных пород с колебательными движениями земной коры. В 1868 г. Н.А. Головкин-ский обнаружил, что смена фаций в вертикальном разрезе отвечает их латеральной последовательности от мелководных к глубоководным. Это же независимо и на более обширном материале было подтверждено в 1893 г. И. Вальтером. Стали создавать карты, пока-
зывающие распространение палеосуши и палеоморей, а также физико-географические условия образования осадочных пород.
В 1850 г. Г. Сорби предложил методику изготовления шлифов и их изучения с помощью поляризационного микроскопа, что стало поворотным пунктом в исследовании вещества. В 1890 г. создание Е.С. Федоровым математической основы кристаллографии и изобретение федоровского столика, а в 1903 г. разработка Ф.И. Бекке иммерсионного метода способствовали быстрому развитию минералогических и петрографических исследований.
В середине XIX в. Г. Стоксом была теоретически обоснована связь аномалий силы тяжести с фигурой Земли. Для объяснения некоторой несогласованности с натурными измерениями Дж. Эри и Дж. Прат в 1855 г. выдвинули гипотезы. Условия достижения и сохранения равновесия отдельных частей земной коры в этих гипотезах — одинаковая плотность блоков при разной высоте их кровли и глубине подошвы и разная плотность при равноглубинной подошве. Подобный процесс компенсации неодинаковой высоты блоков коры был назван К.Э. Деттоном в 1889 г. изостазией. Разработанную им теорию изостазии стали широко использовать для объяснения механизма вертикальных движений земной коры.
Э. Вихерт разработал теорию прохождения сейсмических волн в реальных средах и предложил первую сейсмическую двухслойную модель строения Земли. Б.Б. Голицын выделил на глубинах 400—1000 м слой с особыми сейсмическими свойствами, переходный от верхней мантии к нижней. Таким образом, в конце XIX — начале XX в. были сформулированы теоретические основы сейсмологии и возникла новая общегеологическая парадигма оболочечного устройства Земли.
Заключение. Возможно ли на основании сказанного оценить состояние геологии как науки к началу XX в.? Во всей последовательности разноранговых парадигм сквозной нитью проходят и к началу XX в. оказываются основными три идеи — эмпиризма, индуктивизма и актуализма. Им на рассмотренных этапах эволюции геологии без особого успеха противостояли соответственно идеи теоретичности, де-дуктивности, а в рамках актуализма — прерывистого (катастрофического) и постепенного непрерывного (градуалистского) развития. Рассмотрим такую тенденцию с сегодняшних позиций.
Идея эмпиризма состоит в признании решающей роли опытных фактов как базовых, якобы заведомо достоверных и объективных элементов знания о реальности, которые, будучи получены, могут лишь уточняться и пополняться, оставаясь по сути неизменными. В этом и сегодня убеждено множество, если не большинство, геологов [Фролов, 2004]. Между тем методология науки стала отказываться от подобных взглядов уже более века назад и окончательно рассталась с ними еще в 60—70-е гг. XX в. Их вытеснила
концепция теоретической нагруженности опытных фактов, исходящая из понимания того, что не бывает условий для восприятия объективно существующей реальности без посредства методов, инструментов исследования, органов чувств, без влияния ранее усвоенных теоретических представлений. Еще в 1869 г. Н.А. Головкинский отметил, что, делая только первый шаг к изучению, мы уже вносим субъективный произвол во взаимные отношения предметов, и эта субъективность входит затем во все комбинации, которые мы получаем из нашего материала. Еще раньше, в 1843 г., Дж.Ст. Милль указывал: «.в том, что мы называем наблюдением, только 1/10 часть наблюдается, а остальные 9/10 — это наши умозаключения». Научный факт и его интерпретация неразделимы.
Идея индуктивизма выражает уверенность в возможности построить непосредственно на фактуальной эмпирической базе полноценные теории, адекватно отражающие объективную реальность. К настоящему времени азбучная истина методологии заключается в том, что научные теории не «выводятся» непосредственно из опытных фактов, они строятся принципиально иным путем. Несостоятельны и весьма популярные утверждения о «незыблемости» (в отличие, например, от гипотез) эмпирических обобщений, исходящих якобы прямо из опытных фактов и только из них. Это можно было бы утверждать в отношении обобщения, касающегося лишь тех фактов, из которых оно выведено, и следовательно, заведомо не содержащего никакой новой информации, т.е. попросту ненужного. Любое же нетривиальное обобщение, в котором выводы, полученные на изученных объектах, распространяются на неизученные, как раз и является гипотезой, как это отмечал еще А. Пуанкаре.
Идея актуализма провозглашает возможность восстановления древних процессов по данным о современных процессах, подразумевая их аналогию и тем самым подводя к отрицанию развития вообще. Давно наметившийся отказ геологов от подобных униформистских представлений ставит ряд трудных вопросов о характере и степени отличий, казалось бы, «одних и тех же» природных процессов в разные эпохи развития Земли. С этим тесно связана и проблема адекватных оценок соотношений катастрофизма и градуализма в эволюции планеты. К началу XX в. тема их конкуренции трансформировалась в концепцию в целом направленного и вместе с тем непрерывно-неравномерного, именно полициклического (под действием тех или иных внешних факторов) характера развития геосреды. А это должно означать принципиальную возможность — при наличии достаточного фактического материала и подходящих методик — практически неограниченного во времени и пространстве прогнозирования геопроцессов в будущее и реконструирования в прошлом.
Однако уже в наши дни представления об этом качественно изменились [Наймарк, Рябухин, 2010;
Хаин и др., 2008, 2010]. Были открыты такие особенности эволюции нелинейных сильнонеравновесных систем, включая геодинамические, как бифуркацион-ность, чрезвычайная чувствительность к малейшим изменениям начальных условий, детерминированно-хаотическая самоорганизуемость, а также установлена грубодискретная фрактальность реальной интенсивно нагружаемой геосреды. Это коренным и неожиданным образом изменило взгляды на перспективы про-гнозируемости и реконструируемости большинства природных процессов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Егоров Д.Г. Изменение парадигм в современных науках о Земле. М.: Академия, 2004. 183 с.
Кун Т. Структура научных революций. М.: Прогресс, 1977. 300 с.
Наймарк А.А., Рябухин А.Г. Динамическая геология на рубеже двух общенаучных парадигм // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2010. № 6. С. 3-10.
Степин В.С. Философия науки. Общие проблемы. М.: Гардарики, 2006. 384 с.
Из сказанного следует, что науки о Земле сейчас переживают едва ли не самую фундаментальную и драматичную перестройку парадигмы за всю историю ее существования [Егоров, 2004]. Эта перестройка, начавшаяся в 60-70-е гг. XX в., и должна, на наш взгляд, знаменовать превращение геологии из фактуально, методически и концептуально развитой, но все же преднауки в современную зрелую науку. Подробно этот вывод предполагается обосновать при рассмотрении новейшего (XX в.), переходного от преднаучного к собственно научному, периода истории геологии.
Фролов В.Т. Наука геология: философский анализ. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2004. 128 с.
Хаин В.Е., Рябухин А.Г., Наймарк А.А. История и методология геологических наук. М.: Академия, 2008. 416 с.
Хаин В.Е., Рябухин А.Г., Наймарк А.А. О некоторых актуальных проблемах методологии геологических наук // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2010. № 4. С. 3-11.
Поступила в редакцию 17.01.2012
