Зарождение опытных наук

Христианское мировоззрение Средневековья сыграло двойственную роль в эволюции науки. С одной стороны, оно принижало значение науки по сравнению с верой, с другой стороны, оно принесло идеи, которые способствовали зарождению экспериментально-математического естествознания.

Математика, астрономия, физика в течение длительного периода Средневековья просуществовали без существенных изменений в том виде, какой им придали ученые Античности. Однако под влиянием христианского средневекового мировоззрения возникли предпосылки для становления опытных наук, которое произошло, собственно, в XVI–XVII вв. К числу таких предпосылок относятся:

1. Снятие принципиального противопоставления естественного (физика) и искусственного (механика). Для древних механика была не частью физики, а искусством создания машин. Она представлялась не познанием природы, а изготовлением того, чего нет в природе. Казалась неуместной мысль о том, что естественное можно объяснять исходя из знаний об искусственном. Но по христианским представлениям весь мир — творение Бога. Поэтому все является «искусственным», а весь мир — это огромный, сконструированный Богом механизм. Он может быть понят на основе законов механики. Уже в позднем Средневековье о природе говорили как о machina mundi, машине мира. А раз так, уже не кажется странным, что люди могут сами создавать и испытывать природные явления подобно тому, как создаются детали машины. Вещи и природные процессы можно конструировать, как и механизмы. Умение же человека создать работоспособный механизм является свидетельством, что человек знает принципы действия данного механизма (вещи, явления). Впоследствии механика стала основой физики как науки о природе.

2. Устранение разрыва между небесным и земным мирами. Античные ученые полагали, что надлунный и подлунный миры различаются по своей природе. В надлунном мире небесные светила без внешних толчков совершают вечные, идеально правильные круговые движения, тогда как в подлунном мире вещи двигаются не вечно, а только пока на них действуют внешние силы, и движения их не циклические, не правильные, не повторяющиеся с определенной закономерностью. Христианские догматы о божественном творении мира из ничего и о боговоплощении способствовали идее единства небесного и земного миров. Небесный мир так же не вечен, как и земной, они созданы Богом по единому замыслу, и Бог способен присутствовать в мире. Идея единства мира, всеобщности его законов подразумевается в основополагающих трех законах Ньютона и законе всемирного тяготения.

3. Представление о господстве человека над природой. Если в эпоху Античности человек представлялся как обычное природное существо, то согласно Библии благословил Бог человека властвовать над всей землей. Сознание людьми своего превосходства и власти над природой способствовало ее изучению, освоению и эксплуатации, развитию естествознания и техники. Однако в период Средневековья человеческие возможности познания и использования природы были скованы религиозными представлениями о грешности и ничтожестве человека перед Богом. Лишь в эпоху Возрождения люди начали чувствовать себя соавторами и сотрудникам Бога, достойными того, чтобы знать и преобразовывать мир.

Важной предпосылкой обоснования эмпирического познания природы явился средневековый номинализм, одно из направлений схоластики. В противовес «реалистам», полагавшим, что общее (универсалии) существует реально, номиналисты считали, что реально существуют только единичные вещи, а общее — это всего лишь абстракции ума или имена, обозначающие их, «колебания голоса». Из этого следует установка на познание вещей, данных в опыте, а не на умозрительное постижение универсалий. В период Средневековья крупнейшими номиналистами были Росцелин, Иоанн Дунс Скот, Оккам, а в Новое время номиналистическая линия была продолжена Т. Гоббсом и Дж. Локком. В целом схоластика оказала значительное влияние на развитие логики, формирование норм научных дискуссий и научных текстов.

Становлению опытных наук способствовало также развитие алхимии и астрологии, высший подъем которых приходится на эпоху Возрождения. Они заложили традиции, сформировали приемы опытного изучения природных веществ, стимулировали систематические наблюдения за небесными светилами. Известнейшим врачом, натурфилософом и алхимиком эпохи Возрождения был Парацельс.

Собственно становление опытных наук связано с именами, прежде всего, Г. Галилея, И. Кеплера, Х. Гюйгенса, Р. Гука, И. Ньютона, Ф. Бэкона, Р. Декарта.

Галилео Галилей, критикуя аристотелевскую и схоластическую физику, вместо умозрительных рассуждений о «естественных стремлениях» вещей сделал основой познания природы наблюдение, эксперимент и математический расчет. Галилей применял математический подход к физике, переводил физические проблемы в математические и разрешал их средствами математики. Он заложил основы классической механики, сформулировал принцип относительности движения, законы инерции, свободного падения тел, сложения движений. Он изобрел, сконструировал множество приборов для наблюдений и измерений. Галилей открыл при помощи изготовленного им телескопа горы на Луне, спутники Юпитера, фазы у Венеры, пятна на Солнце, обнаружил его вращение. Впрочем, Галилея обвиняли в том, что все увиденное им — оптический обман, поскольку его наблюдения противоречат Аристотелю и, следовательно, ошибочны. Галилей отстаивал гелиоцентрическую теорию Коперника. Он полагал, что мир бесконечен, а материя вечна. Все в природе — как на земле, так и на небе — подчинено механической причинности. Отыскание причин явлений Галилей считал целью науки. Он придерживался доктрины «двух книг» и утверждал, что задача ученого состоит в том, чтобы «изучать великую книгу природы, которая и является настоящим предметом философии».

Иоганн Кеплер, опираясь на высокоточные данные многолетних астрономических наблюдений Тихо Браге, вывел три закона движения планет. Они явились важнейшим аргументом в пользу гипотезы Коперника о центральном положении Солнца и положили конец прежнему представлению о равномерных круговых движениях небесных тел. Согласно Кеплеру, Солнце занимает один из фокусов эллиптической орбиты планеты и является источником силы, движущей планеты. В дальнейшем законы Кеплера получили объяснение в механике Ньютона, в частности в законе всемирного тяготения. Но уже сам Кеплер рассуждал о тяготении между небесными телами, объяснил приливы и отливы земных океанов воздействием Луны. Вместе с тем Кеплер считался одним из крупнейших астрологов своего времени, хотя занимался астрологией больше для заработка.

Христиан Гюйгенс сделал ряд открытий в области математики, астрономии, механики, оптики. Он установил законы колебаний маятника, создал волновую теорию света.

Роберт Гук, разносторонний ученый и изобретатель, наиболее известен открытием закона пропорциональности между силой, приложенной к упругому телу, и его деформацией (закон Гука). Он высказал идею о тяготении небесных тел друг к другу, предвосхитил закон всемирного тяготения И. Ньютона. Гук усовершенствовал микроскоп и установил клеточное строение тканей, ввел термин «клетка».

Исаак Ньютон создал классическую механику, сформулировал ее основные законы. При этом он обобщил результаты, полученные его предшественниками (Г. Галилей, И. Кеплер, Р. Декарт, Х. Гюйгенс, Р. Гук и др.), и свои собственные исследования и впервые создал единую систему земной и небесной механики, которая стала основой всей классической физики. Ньютон дал определения исходных понятий — количества материи, эквивалентного массе, плотности; количества движения, эквивалентного импульсу, и различных видов силы. Ньютон открыл закон всемирного тяготения, дал теорию движения небесных тел. Он развивал корпускулярную теорию света, высказал гипотезу, сочетавшую корпускулярные и волновые представления. Он разработал (наряду с Г. Лейбницем) дифференциальное и интегральное исчисления. Вместе с тем Ньютон был известным алхимиком, занимался хронологией древних царств, писал теологические труды, посвященные толкованию библейских пророчеств.

Экспериментально-математическое естествознание, возникшее в эпоху Возрождения и в начале Нового времени, предполагает существенно новое отношение человека к миру, к себе, к познанию, новое мировоззрение. Это мировоззрение, нарушающее прежние нормы, нуждается в философском осмыслении, оправдании и обосновании. Философское обоснование экспериментально-математической науки развивалось в двух направлениях, эмпиризма и рационализма.

Эмпиризм — направление в философии, утверждающее, что в основе познания лежит чувственный опыт.

Рационализм — направление в философии, утверждающее, что основой познания являются принципы разума, постигаемые путем интеллектуальной интуиции (эвиденции), т. е. «естественным светом разума», и независимые от случайных эмпирических обстоятельств.

Фрэнсис Бэкон, основатель эмпиризма, утверждал, что вместо умозрительной учености древних философов и схоластов нужна опытная наука, дающая практически-полезные знания. Эта установка выражена в тезисе «знание — сила». По словам Бэкона, задачей научной деятельности является «познание причин и скрытых сил всех вещей и расширение власти человека над природою…»

«…Плоды и практические изобретения суть как бы поручители и свидетели истинности философий. И вот из всех философий греков и из частных наук, происходящих из этих философий, на протяжении стольких лет едва ли можно привести хотя бы один опыт, который облегчал бы и улучшал положение людей и который действительно можно было бы приписать умозрениям и учениям философии».

Основным методом познания природы должна быть, по Бэкону, индукция. Этот путь познания начинается с установления фактов, далее на их основе делаются обобщения, а уже затем из общих понятий, полученных индуктивным путем, можно делать дедуктивные умозаключения. Дедуктивный метод, высоко ценившийся схоластами, не может сам по себе давать знания о природных явлениях. При познании природы он должен играть только вспомогательную роль. Дедукция полезна тогда, когда оперирует понятиями, основанными на фактах, а не на предрассудках.

Чтобы предрассудки не мешали познанию истины, они должны быть выявлены и разоблачены. Для этого Бэкон разработал учение о четырех «идолах», искажающих познание (см.: идолы рода, пещеры, площади, театра).

Бэкон сравнивал настоящего ученого с пчелой, которая не только собирает нектар (факты), но и перерабатывает его в мед (обобщенные знания), тогда как просто собиратель фактов (плоский эмпирик), не умеющий перейти от них к общим понятиям, подобен муравью, а тот, кто рассуждает без опоры на факты (схоласт), похож на паука, тянущего нить из самого себя.

Бэкон, как и другие философы Нового времени, придерживался теории двух истин (или двух книг, двух откровений), которая не отрицает Бога и истин, изложенных в Библии, а утверждает, что Бог открывает себя людям не только в священном писании, но и в созданной им природе, которую нужно изучать иначе, чем письменные откровения.

Рене Декарт, основоположник рационализма Нового времени, тоже считал, что нужна новая наука, которая в отличие от схоластики должна давать знания для управления силами природы. Он писал: «…можно достичь знаний, весьма полезных в жизни, и… вместо умозрительной философии, преподаваемой в школах, можно создать практическую, с помощью которой, зная силу и действие огня, воды, воздуха, звезд, небес и всех прочих окружающих нас тел… мы могли бы… стать… как бы господами и владетелями природы».

Чтобы достигать настоящих знаний, необходимо руководство для ума, правильные методы. «Под методом же я разумею достоверные и легкие правила, строго соблюдая которые человек никогда не примет ничего ложного за истинное и, не затрачивая напрасно никакого усилия ума, но постоянно шаг за шагом приумножая знание, придет к истинному познанию всего того, что он будет способен познать». Суть научного метода Декарта состоит в том, чтобы начинать исследование с очевидных и достоверных фактов, а от них путем правильного рассуждения переходить к решению всевозможных проблем.

Но бывают ли такие факты, истинность которых не подлежит сомнению? Сомневаться можно во всем: и в том, что вещи таковы, какими они нам видятся, и в том, что мир вообще существует, а не всего лишь снится нам, и в том, что существует Бог, и в том, что существую я сам. Однако когда мы ставим под сомнение свое собственное существование, обнаруживается важный факт: сказать про себя «я не существую» значит высказать заведомую ложь, ведь несуществующий не может помыслить и высказать что-либо. Сомнение есть акт мышления, и поскольку этот акт есть, постольку необходимо признать, что есть и мышление, совершающее этот акт, и я, тот, кто мыслит. Таким образом, можно считать доказанным тезис «мыслю, значит существую» (cogito ergo sum, — лат.). Декарт писал: «…положение Я мыслю, следовательно, я существую — первичное и достовернейшее из всех, какие могут представляться кому-либо в ходе философствования». Даже если я сплю, и этот акт самосознания совершается мною в сновидении, в иллюзорном мире, положение cogito ergo sum не теряет истинности, оно не зависит ни от каких обстоятельств.

Но если первый тезис очевидно истинен, то логические выводы из него тоже должны быть истинными. Исходя из первого «самоочевидного» тезиса, Декарт сделал выводы, что существуют две субстанции — мыслящая и протяженная, не взаимодействующие друг с другом. Из этого разделения логически получаются два принципиальных следствия, которые определили образ научного мышления Нового времени: математический подход к физике и механицизм.

А именно, во-первых, пространство Декарт отождествил с материей, «природа которой состоит только в том, что она — вещь протяженная». Это позволило рассматривать все протяженные вещи с точки зрения геометрии. Тем самым Декарт дал философское обоснование тому применению математики к физике, которому противилась аристотелевская и схоластическая наука, но которое на деле осуществил Галилей.

Во-вторых, материальные тела, обособленные от мыслящей субстанции и начисто лишенные каких бы то ни было субъективных качеств, не могут иметь и стремления к цели. Но как раз стремление к «естественному месту», к осуществлению своей природы Аристотель (а вслед за ним и средневековая физика) приписывал вещам для объяснения движения вещей. Теперь же Декарт (а вслед за ним и новоевропейская наука) лишили вещи «естественных стремлений» и стали развивать сугубо механистический подход к физическим процессам. Механистическое рассмотрение распространилось в том числе на живую природу, на человека, на психику, на социальные процессы.