Схема. Смена цивилизаций и технологические перевороты
Так в общем плане социокультурные последствия динамики развития науки как процесса порождения качественно новых феноменов деятельности человека – нового знания.
Научные традиции и новаторство в науке.
Проблема типологии научных революций.
Взаимосвязь научных и технических революций.
Социокультурные предпосылки глобальных научных революций.
НТР и научно-технический прогресс.
Особенности второго, современного этапа НТР.
Научные революции и типы рациональности.
Какого бы взгляда ни придерживаться относительно строения материи, не подлежит сомнению, что она расчленена на ряд больших, хорошо отграниченных групп (Ф. Энгельс). С этими словами трудно не согласиться. Все материальные объекты обладают внутренне упорядоченной, системной организацией. Истоки идеи структурности материи отнесены к античной философии и, в частности, к атомистике Демокрита, Эпикура, Лукреция Кара. Сама идея оказывала чрезвычайно стимулирующее воздействие на развитие естествознания. В современной философии она оформилась в достаточно объемную и научно обоснованную концепцию системной организации материи. В последней обычно выделяют три структурных уровня материи:
- мегамир – мир космоса (планеты, звездные комплексы, галактики, метагалактики);
- макромир – мир устойчивых форм и соразмерных человеку величин (куда входят также кристаллические комплексы молекул, организмы, сообщества организмов);
- микромир – мир атомов и элементарных частиц, где не применен принцип «состоит из».
Трудно установить точную качественную границу демаркации уровней. Она не всегда фиксируются наукой. «Электрон также неисчерпаем как и атом» (В.И. Ленин). Говоря о структурных уровнях материи, называют также субэлементарный, микроэлементарный, ядерный, атомный, молекулярный, макроскопический и космический.
На микроскопическом конце шкалы физика занимается изучением процессов, разыгрывающихся на длинах порядка 10-15 см за время порядка 10-22. На другом конце шкалы в мегамире космология изучает процессы, происходящие за время порядка 1010 (возраст Вселенной). Методологи оценивают идею структурных уровней материи очень высоко наряду с идеей причинности и познаваемости.
Строение атома долгое время рассматривается по аналогии с Солнечной системой. С точки зрения современной науки необходимо выделять нуклонный уровень, где нуклон – это ядро атома. Атом представляет собой единую квантово-механическую систему, состоящую из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженной электронной оболочки.
– Атомы состоят из протонов, нейтронов (известных под общим названием барионов) и одного члена семейства лептонов – электрона. Протоны и нейтроны состоят из кварков (предельных частиц). Известно 6 кварков и 6 лептонов.
– Атомное ядро представляет центральную часть атома, в которой сосредоточена практически вся масса атома и весь его положительный заряд.
– Ядро атома называется «нуклон», оно состоит из протона и нейтрона.
– Протоны представляют собой элементарные частицы, которые являются ядрами атомов водорода. Число протонов в ядре равно порядковому номеру элемента в периодической системе химических элементов и обозначается Z (число нейтронов – N). Протон несет элементарный положительный заряд. Он в 1836,1 раз тяжелее электрона; его размеры 10-13 см. Протон состоит из двух и-кварков с зарядом 0= +2/3 и одного d-кварка с 0= -1/3, связанных глюонным полем.
– Нейтроны состоят из одного u-кварка и двух d-кварков. Электрический заряд его равен 0, масса ≈ 940 МэВ. Нейтрон стабилен в атомных ядрах. Свободный нейтрон распадается на электрон, протон и электронное антинейтрино. Нейтрон, как и протон, участвует во всех видах взаимодействий.
– В ядре нуклоны связаны ядерными силами, которые на расстояниях порядка 10-15 м превышают любые другие силы, вследствие чего одноименно заряженные протоны не разлетаются под воздействием электростатического отталкивания.
– Размеры ядер атомов всех элементов порядка 10-15 – 10-14 м. Эта величина в десятки тысяч раз меньше размеров атома.
Электрон – отрицательно заряженная субатомная частица, обнаруживаемая за пределами атомного ядра. Входит в состав всех атомов. Масса 1/1836 части массы протона.
– Каждой частице соответствует античастица кроме фотона.
– Элементарные частицы обладают следующими качествами: неразличимость элементарных частиц определенного типа; превращаемость, распад элементарных частиц; электрический заряд; спин; масса.
Атомный уровень. Ядро атома заряжено положительно, а вращающиеся вокруг ядра электроны несут с собой отрицательный электрический заряд, который никогда не бывает меньше строго определенной величины, называемой элементарным электрическим зарядом (е ≈1,6 x 10-19 Кл). Положительный заряд ядра атома равен сумме отрицательных зарядов электронов, находящихся в электронной оболочке атома. Поэтому в нормальном состоянии атом электрически нейтрален.
– Размеры атомов порядка 10-10 м.
– Электроны на своих орбитах удерживаются силами электрического притяжения между ними и ядром атома. Каждый из электронов обладает определенным запасом энергии; чем дальше электрон находится от ядра, тем большей энергией он обладает.
Молекулярный уровень. Молекула – это наименьшая структурная единица вещества, обладающая его главными химическими свойствами и состоящая из атомов, соединенных между собой химическими связями.
– Номер химического элемента в Периодической таблице Менделеева определяется количеством протонов в ядре, электрическим зарядом ядра;
– Одноатомные молекулы (атомы инертных газов: Не – гелий, Ne – неон, Аг – аргон. Кг – криптон и др.);
– Двухатомные молекулы (молекулы, состоящие из парных атомов: Н2, N2, 02, F2, Сl2, Вr2, I2);
– Химический элемент и атом – мельчайшие структурные единицы на химическом уровне;
– Макромолекулы (молекулы, состоящие из тысяч и более одинаковых или близких по строению групп атомов: белки, искусственные полимеры, некоторые витамины, целлюлоза и т.п.).
– Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов (H2, N2, 02; и др.).
– Молекулы сложных веществ состоят из разных атомов (H2O, NaCl, H2S04 и т.п.);
– Химическое соединение – это качественно определенное вещество, состоящее из одного или нескольких химических элементов, атомы которых за счет обменного взаимодействия (химической связи) объединены в частицы – молекулы, комплексы, монокристаллы или иные агрегаты (системы).
– Химические элементы в таблице Менделеева располагаются в порядке возрастания их массы, заполнения электронных оболочек атомов. Химические элементы с высокой химической активностью расположены в таблице Менделеева в столбцах с номером 1, 2, 3, 6, 7. Химические элементы с минимальной химической активностью находятся в таблице Менделеева в столбце с номером 8. Периодическая таблица фиксирует более ста известных элементов.
– Энергия химической связи атомов в молекулах определяется строением электронных оболочек атома, энергией электронно-ионного взаимодействия1.
В эволюционной эпистемологии внимание привлечено к специфической макроразмерности человеческого мира – меццокосмоса/мезокосмоса (в отличие от мега- и микромира). Человек живет в мире средних размеров, относительно небольших пространств, скоростей, длин электромагнитных волн. Органическая среда обитания человека нуждается в своем описании в естественном языке, связанном с повседневным опытом1.
И хоть классификация структурных уровней универсума основана на принципе линейной иерархии, нельзя, однако, думать, что какой-либо из миров проще, а другой – сложнее. Миры не соотносятся как части и целое, они являют собой специфические, глубинные измерения универсума.
Чтобы убедиться в сложности каждого из миров, приведем простой пример. Возьмем ряд натуральных чисел 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -...n, из этого множества выделим подмножество-ряд четных чисел 2 4 6 8 10 12 14... n.
Первоначально кажется, что ряд четных чисел всего лишь часть целого – ряда натуральных чисел, но сопоставим их. Ряд четных чисел так же бесконечен, как и ряд натуральных. Следовательно, здесь часть тождественна целому.
Более того, все эксперименты, проводимые в микромире, приводят к удивительным результатам. Можно сказать, что микромир изначально парадоксален. После соударения двух элементарных частиц никаких меньших элементарных частиц не образуется. Возникают частицы того же класса, что и соударяемые, т.е. элементарные. Например, после столкновения двух протонов возникает много других элементарных частиц – в том числе и протонов, мезонов, гиперонов. Феномен «множественного рождения частиц» Гейзенберг объяснил следующим образом. При соударении элементарных частиц большая кинетическая энергия превращается в вещество, в появляющиеся частицы, и мы наблюдаем этакое множественное рождение частиц. Если около пятидесяти лет назад было известно всего лишь три типа элементарных частиц (электрон и протон как мельчайшие элементы вещества, а фотон как минимальная порция энергии), то сейчас открыто более 200 элементарных частиц. Но если для выявления структуры обычных объектов подходит формула «состоит из» (каких-то меньших элементов), то для характеристики микромира она не приемлема.
Другой парадоксальный эффект микромира связан с двойственной природой микрочастицы, с тем, что она одновременно представляет собой корпускулу и волну. Поэтому такую частицу невозможно локализовать строго однозначно в пространстве и во времени. Эта особенность отражена в принципе соотношения неопределенностей Гейзенберга. Квантовая механика создана в 1924–1925 гг. Гейзенбергом, Шредингером и Дираком. Копенгагенская школа утверждает, что свойства электрона фактически порождаются процедурами взаимодействия с измерительным прибором.
Социогуманитарная мысль обращает большое внимание на то, что в иерархии структурных уровней материи человек занимает определенное, и даже можно сказать центральное место. Еще в Античности Протогором был высказан тезис – «Человек есть мера всех вещей». От него берет свое начало антропологизм как мировоззренческая установка, полагающая в качестве эталона шкалу человеческих ценностей при освоении мироздания. Наблюдаемые человеком уровни организации материи осваиваются с учетом естественных условий жизнеобитания людей, т.е. с учетом наших земных закономерностей. Это, впрочем, не исключает предположения о том, что на достаточно удаленных от нас уровнях могут существовать «диковинные» формы и состояния материи, принципиально отличные от существующих и характеризующиеся совершенно иными свойствами.
В связи с этим ученые стали выделять геоцентрические и негеоцентрические материальные системы. Представление о геоцентрическом мире возникает в результате обобщения теорий, относящихся к объектам земного масштаба. Таким образом, за эталонный и базисный берется именно земной мир. Геоцентризм предполагает, что атрибуты материальных систем будут на всех уровнях точно такими же, с какими мы встречаемся в земных условиях. Геоцентризм рождает представление, что типы пространств, времени, качества, причинности и других атрибутов в онтологическом смысле единственны.
Однако естественно предположить, исходя из идеи о неисчерпаемости материи, что, кроме того типа атрибутов, с которыми нас познакомила наука до настоящего момента, существует множество иных типов, отличающихся от земного – «геоцентрического образца». Это позволяет говорить об особом типе объективной реальности, характеризующемся иными типами атрибутов, иным пространством, временем, движением. Т.е. речь идет о мирах, весьма несхожих с исходным образцовым нашим земным геоцентрическим миром.
Геоцентрический мир есть объект, универсальное содержание атрибутов которого совпадает с универсальным содержанием атрибутов, проявляющихся в условиях существования человеческого тела. Это мир Ньютонова времени, Эвклидова пространства. Материальный объект, универсальное содержание атрибутов которого отклоняется от универсального содержания атрибутов, проявляющихся в условиях существования человеческого тела, называется негеоцентрическим миром. Понятие негеоцентрического мира предполагает неньютоново время, неэвклидово пространство, негеоцентрический тип реальности в целом.
Есть основания предполагать, что микромир и мегамир являются окнами в негеоцентрические миры. Их закономерности позволяют нам хотя бы в отдаленной степени представить иной тип взаимодействий, тогда как связи и взаимодействия макромира представляют геоцентрический тип реальности. Вместе с тем вопрос о характере отклонений от универсального содержания «геоцентрического образца» может быть решен только на практике. Здесь умолкает философия, и слово предоставляется преимущественно конкретным наукам1.
Современные методологи предлагают делать различия между системами, работающими по принципу встроенных конечных целей и имеющими как бы изначально целесообразный характер, и системами, принципиально открытыми и реализующими стихийно спонтанный способ поведения. Такая классификация позволяет по-новому взглянуть на весь механизм целеполагания, где возможно появление нового, о котором теоретик и не предполагал.
В качестве наиболее распространенных типов материальных систем выделяют: неорганическую, органическую и социальную. При классификации неорганического типа материальной системы выделяют в качестве ее составляющих: элементарные частицы и поля, атомные ядра, атомы, молекулы, макроскопические тела, геологические образования. Органика как тип материальной системы имеет несколько уровней своей организации: доклеточный уровень включает в себя ДНК, РНК, нуклеиновые кислоты, белки. Клеточный – самостоятельно существующие одноклеточные организмы. Многоклеточный – ткани, органы, функциональные системы (нервная, кровеносная), организмы (растения и животные). Выделяют также и надорганизмический уровень – это популяции – сообщества особей одного вида, которые связаны общим генофондом (стая волков в лесу, стая рыб в озере, муравейник или же кустарник). Целостность популяции регулирует поведение и размножение отдельных, входящих в нее организмов. Когда, скажем, биомасса саранчи превышает определенный предел, включаются механизмы, тормозящие программы их размножения. Кроме популяций к надорганизменным уровням организации живой материи относят биоценозы. В целостной системе биоценоза популяции связаны так, что продукты жизнедеятельности одних становятся условиями жизни других. Определенным биоценозом является лес: популяции живущих в нем растений, а также животных, грибов, лишайников и микроорганизмов взаимодействуют между собой, образуя целостную систему.