Системный подход в современном естествознании. Идея глобального эволюционизма

           Прогресс в области системности  в исследовании систем связан  с бельгийской школой во главе  с И. Пригожиным. Развивая термодинамику неравновесных физических систем, он понял, что обнаруженные им закономерности характерны для систем любой природы. Наряду с переоткрытием уже известных положений (иерархичность уровней организации систем; несводимость друг к другу и невыводимость друг из друга закономерностей разных уровней организации; наличие наряду с детерминированными случайных процессов на каждом yровне организации и др.) Пригожий предложил новую теорию системодинамики. Согласно его взглядам, материя не является пассивной субстанцией, ей присуща спонтанная активность, вызванная неустойчивостью неравновесных состояний, в которые рано или поздно приходит любая система в результате взаимодействия с окружающей средой. После опубликования в 1978 г. (на русском - в 1980 г.) работы Г. Хакена “Синергетика”, направление, занимающееся изучением сложных саморазвивающихся систем, стало называться синергетикой. По Хакену, в рамках синергетики анализируется совместное действие отдельных частей неупорядоченной системы, результатом которого является самоорганизация системы.

          Таким образом, наращивание системности  знаний - постоянный процесс, происходящий  во всех областях человеческой  деятельности. Осознанное использование  системного подхода к изучению  различных объектов и явлений,  в том числе природных, в  настоящее время развивается  в рамках трех основных направлений  - кибернетики, общей теории систем  и синергетики. Попытки объединить  все эти направления предпринимаются  системным анализом.

1.2. Необходимость системного подхода.

          Для того чтобы осознать необходимость  системности во всех отраслях  человеческой деятельности, обратимся  к практической деятельности  человека, рассмотрев последовательное  формирование трех уровней системности  труда: механизацию, автоматизацию  и кибернетизацию. Каждый из этих  уровней, надстраиваясь на предыдущем, включает его в себя и не  отменяет его полностью.

          Механизация - простейший способ повышения эффективности труда. С помощью механизмов и машин один человек выполняет физическую работу, посильную многим людям. Механизация, позволяя решать многие проблемы, однако, имеет естественный предел - работой механизмов управляет человек, а его возможности ограничены физиологически: лопату нельзя делать слишком широкой; машина не должна иметь слишком много индикаторов и рычагов управления и т.д.

          Решение проблемы состоит в  том, чтобы исключить участие  человека из конкретного производственного  процесса, т.е. возложить на машины  выполнение не только самого  процесса, но операций по его  регулированию. Автоматизация - способ повышения производительности труда с помощью автоматов, т.е. технических устройств, реализующих указанные две функции. В жизнь вошли торговые и игровые автоматы, автоматическая телефонная связь, в промышленности функционируют автоматические линии, цеха и заводы, развивается промышленная и транспортная робототехника. Большие возможности представляют перестраиваемые, многофункциональные автоматы, управляемые компьютерами.

          Однако автоматизировать можно  только те работы, которые хорошо  изучены, подробно и полно описаны,  о которых точно известно, что,  в каком порядке и как надо  делать в каждом случае, точно  известны все возможные случаи  и обстоятельства, в которых может  оказаться автомат. Автомат реализует  определенный алгоритм, который в какой-то своей части может быть неправилен или неточен либо не предусматривает всех возможных ситуаций; в этих случаях автомат не соответствует целям его создания.

          Такие проблемы возникают в  процессе руководства человеческими  коллективами, при проектировании, эксплуатации и управлении крупными  техническими комплексами, при  вмешательстве (например, медицинском)  в жизнедеятельность человеческого  организма, при воздействии человека  на природу, т.е. в тех случаях,  когда приходится сталкиваться  с неформализуемостью процессов,  происходящих в системе, и непредвиденностью  некоторых внешних условий.

          Кибернетизация.- совокупность способов  решения возникающих при этом проблем - третий уровень системности практической деятельности человека. Кибернетика первой стала претендовать на научное решение проблем управления сложными системами. Поэтому, когда автоматизация (т.е. формальная алгоритмизация) невозможна, следует использовать человеческий интеллект, т.е. способность ориентироваться в незнакомых условиях и находить решение слабо формализованных задач. При этом человек выполняет операции, которые не поддаются формализации: экспертная оценка или сравнение неколичественных вариантов, взятие на себя ответственности и т.д. На таком принципе строятся автоматизированные (в отличие от автоматических) системы управления, в которых формализованные операции выполняют автоматы и компьютеры, а неформализованные операции - человек. Дальнейший путь кибернетизации обычно связывают с попытками хотя бы частично смоделировать интеллектуальные возможности человека. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Эволюция естествознания.

2.1 Натурфилософия и  ее место в истории  естествознания.

 
           Первой  в истории человечества формой  существования естествознания была  так называемая натурфилософия ( от лат. natura — природа), или философия  природы. Последняя характеризовалась  чисто умозрительным истолкованием  природного мира, рассматриваемого  в его целостности. Считалось,  что философии — в ее натурфилософской  форме — отведена роль "науки  наук", "царицы наук", ибо  она является вместилищем всех  человеческих знаний об окружающем  мире, а естественные науки являются  лишь ее составными частями. 
           Натурфилософское понимание природы содержало много вымышленного, фантастического, далекого от действительного понимания мира. Появление натурфилософии в интеллектуальной истории человечества и очень длительное ее существование объясняется рядом неизбежных обстоятельств. 
    1. Когда естественнонаучного знания (в его нынешнем понимании) еще практически не существовало, попытки целостного охвата, объяснения окружающей действительности были единственным и оправданным способом человеческого познания мира. 
    2. Вплоть до XIX столетия естествознание было слабо дифференцировано, отсутствовали многие его отрасли. Еще в XVIII веке в качестве сформировавшихся, самостоятельных наук существовали лишь механика, математика, астрономия и физика. Химия, биология, геология находились  лишь в процессе становления. В такой ситуации натурфилософия, строя общую картину природы, стремилась заменить собой отсутствующие естественные науки. 
    3. Отрывочному знанию об объектах, явлениях природы, которое давало тогдашнее естествознание, натурфилософия противопоставляла свои умозрительные представления о мире. В этих представлениях не известные еще науке причины и действительные (но пока непознанные) связи явлений заменялись вымышленными, фантастическими причинами и связями. Для истолкования непонятных явлений натурфилософы обычно придумывали какую-нибудь силу (например, жизненную силу) или какое-нибудь мифическое вещество (флогистон, электрическая жидкость, эфир и т. п.).

           Когда в XIX веке естествознание достигло достаточно высокого уровня развития и был накоплен и систематизирован большой фактический материал, т. е. когда были познаны действительные причины явлений, раскрыты их реальные связи между собой, существование натурфилософии потеряло всякое историческое оправдание. А в связи с этим понимание философии как "науки наук" также прекратило свое существование.     Вместе с уходом с исторической арены старой натурфилософии сама философия, так же как и различные отрасли естествознания, наконец-то обрела свой предмет. Однако тесная двусторонняя связь между философией и естествознанием сохраняется по сей день.

          Впервые наука в истории человечества  возникает в Древней Греции  в VI в. до н. э. Под наукой  понимается не просто совокупность каких-то отрывочных, разрозненных сведений, а определенная система знаний, являющаяся результатом деятельности особой группы людей (научного сообщества) по получению новых знаний. В отличие от ряда древних цивилизаций (Египта, Вавилона, Ассирии) именно в культуре Древней Греции обнаруживаются указанные характеристики науки. Именно там возникают первые научные сообщества (милетская школа, платоновская академия, пифагорейцы и др.). При этом древнегреческие мыслители были, как правило, одновременно и философами, и учеными-естествоиспытателями. Их достижения в математике, механике, астрономии навечно вошли в историю науки. Это был доклассический этап в развитии естествознания.

2.2. Естествознание эпохи  к Средневековья.

          Эпоха Средних Веков характеризовалась  в Европе резким усилением  влияния церкви на всю духовную  жизнь общества. Вот что пишет  об этой эпохе Ф. Энгельс: "Догматы  церкви стали одновременно и  политическими аксиомами, а библейские  тексты получили на всяком  суде силу закона. Это верховное  господство богословия во всех  областях умственной деятельности  было в то же время необходимым  следствием того положения, которое  занимала церковь в качестве  наиболее общего синтеза и  наиболее общей санкции существующего  феодального строя"'. 
           В эту эпоху философия тесно сближается с теологией (богословием), фактически становится ее "служанкой". Возникает непреодолимое противоречие между наукой, делающей свои выводы из результатов наблюдений, опытов, включая и обобщение этих результатов, и схоластическим богословием, для которого истина заключается в религиозных догмах. 
           Пока европейская христианская наука переживала длительный период упадка (вплоть до XII—XIII вз.), на Востоке, наоборот, наблюдался прогресс науки. Со второй половины VIII в. научное лидерство явно переместилось из Европы на Ближний Восток. В IX веке на арабский язык были переведены "Начала" Евклида и сочинения Аристотеля. Таким образом, древнегреческая научная мысль получила известность в мусульманском мире, способствуя развитию астрономии и математики. В истории науки этого периода известны такие имена арабских ученых, как Мухаммед аль-Баттани (850—929), астроном, составивший новые астрономические таблицы, Ибн-Юнас (950—1009), достигший заметных успехов в тригонометрии и сделавший немало ценных наблюдений лунных и солнечных затмений, Ибн аль-Хайсам (965—1020), получивший известность своими работами в области оптики, Ибн-Рушд (1126—1198), виднейший философ и естествоиспытатель своего времени, считавший Аристотеля своим учителем. 
           Средневековой арабской науке принадлежат и наибольшие успехи в химии.В их работах алхимия постепенно превращалась в химию. А уже отсюда (благодаря главным образом испанским маврам) в позднее средневековье возникла европейская химия. 
 В XI веке страны Европы пришли в соприкосновение с богатствами арабской цивилизации, а переводы арабских текстов стимулировали восприятие знаний Востока европейскими народами. 
           Большую роль в подъеме западной христианской науки сыграли университеты (Парижский, Болонский, Оксфордский, Кембриджский и др.), которые стали образовываться начиная с XII века. И хотя эти университеты первоначально предназначались для подготовки духовенства, но в них уже тогда начинали изучаться предметы математического и естественнонаучного направления, а само обучение носило, более чем когда-либо раньше, систематический характер. 
           XIII век характерен для европейской науки началом эксперимента и дальнейшей разработкой статики Архимеда. Здесь наиболее существенный прогресс был достигнут группой ученых Парижского университета во главе с Иорданом Неморарием (вторая половина XIII в.). Они развили античное учение о равновесии простых механических устройств, решив задачу, с которой античная механика справиться не могла, — задачу о равновесии тела на наклонной плоскости. 
           В XIV веке в полемике с античными учеными рождаются новые идеи, начинают использоваться математические методы, т. е. идет прогресс подготовки будущего точного естествознания. Лидерство переходит к группе ученых Оксфордского университета, среди которых наиболее значительная фигура — Томас Брадвардип (1290—1349). Ему принадлежит трактат "О пропорциях" (1328 г.), который в истории науки оценивается как первая попытка написать "Математические начала натуральной философии" (именно так почти триста шестьдесят лет спустя назовет свой знаменитый труд Исаак Ньютон). 
           Все вышесказанное свидетельствует о том, что на протяжении многовековой, довольно мрачной эпохи, именуемой Средневековьем, интерес к познанию явлений окружающего мира все же не угасал, и процесс поиска Истины продолжался. Появлялись все новые и новые поколения ученых, стремящихся, несмотря ни на что, изучать природу.Естествознание — в его нынешнем понимании — еще не сформировалось. Оно находилось в стадии своеобразной "пред-науки".

    2.3. Глобальная научная революция XVI—XVII вв.

    В XVI—XVII вв. натурфилософское и схоластическое познание природы превратилось в современное естествознание, в систематическое научное познание на базе экспериментов и математического изложения. В этот период в Европе сформировалось новое мировоззрение и начался новый этап в развитии науки, связанный с первой глобальной естественно-научной революцией. Ее отправной точкой стал выход в 1543 г. знаменитой книги Н. Коперника «О вращении небесных сфер». С этого момента начался переход от геоцентрических представлений о мире к гелиоцентрической модели Вселенной. В центре Космоса, по Копернику, находилось Солнце, вокруг которого вращались все известные к тому времени планеты, в том числе и Земля со своим спутником Луной. Новая модель мира сразу объяснила многие непонятные ранее эффекты (например, петлеобразные движения планет). Впервые была объяснена смена времен года.

    Следующий шаг в становлении гелиоцентрической  картины мира сделал Дж. Бруно. Он предложил  набросок новой полицентрической картины мироздания, окончательно утвердившейся век спустя: Вселенная вечна во времени, бесконечна в пространстве, вокруг бесконечного числа звезд вращается множество планет, населенных разумными существами.

    Но, несмотря на всю грандиозность этой картины, она продолжала оставаться эскизом, нуждавшимся в фундаментальном обосновании. Нужно было открыть законы, действующие в мире и доказывающие правильность предположений Коперника и Бруно. Доказательство их идей стало одной из важнейших задач первой глобальной научной революции, которая началась с открытий Галилео Галилея. Его труды в области методологии научного познания предопределили весь облик классической, а во многом и современной науки. Он придал естествознанию экспериментальный и математический характер, сформулировал гипотетико-дедуктивную модель научного познания. Но особое значение для развития естествознания имеют работы Галилея в области астрономии и физики.Со времен Аристотеля ученые считали, что между земными и небесными явлениями и телами существует принципиальная разница, так как небеса — место нахождения идеальных тел, состоящих из эфира. В силу этого считалось невозможным, находясь на Земле, изучать небесные тела. Это задерживало развитие науки. После того, как в 1608 г. была изобретена зрительная труба, Галилей усовершенствовал ее и превратил в телескоп с 32-кратным увеличением. С его помощью Галилей совершил целый ряд выдающихся астрономических открытий: горы на Луне, пятна на Солнце, фазы Венеры, четыре крупнейших спутника Юпитера. Он же первый увидел, что Млечный Путь представляет собой скопление огромного множества звезд. Все эти факты доказывали, что небесные тела — это не эфирные создания, а вполне материальные предметы и явления. Галилей впервые проверил многие утверждения Аристотеля опытным путем, заложив тем самым основы нового раздела физики — динамики, науки о движении тел под действием приложенных сил. Именно Галилей сформулировал понятия физического закона, скорости, ускорения. Но величайшими открытиями ученого стали идея движения по инерции (т. е. при отсутствии на тело действия других тел) и классический принцип относительности (движение и покой — всегда движение и покой относительно определенной системы отсчета).