 |
Иерархия естественных наук
|
|
|
|
Естествознание в контексте человеческой культуры
Иерархия уровней культуры
Прежде чем приступить к ознакомлению с основными идеями, концепциями и подходами, принятыми в настоящее время в естественных науках, целесообразно ответить на вопросы: что такое естествознание? какое место оно занимает в жизни человека? что является объектом его изучения и каковы общие методологические принципы и проблематика естественных наук? Фактически речь идет (используя физическую терминологию) об определении «системы отсчета», в которой существует естествознание и вне которой вообще трудно говорить о поведении интересующих нас объектов.
Такой «системой отсчета» для естествознания является человеческая культура, под которой в широком смысле понимается специфический способ организации и развития человеческой жизнедеятельности, представленный в продуктах материального и духовного труда, в системе социальных норм и учреждений, в духовных ценностях, в совокупности отношений людей к природе, между собой и к самим себе. Представляя собой феноменологию человеческого бытия, культура как философская категория противостоит природе («натуре»), фиксируя «сверхприродное» начало в способах и продуктах человеческой деятельности.
Культуру принято делить на материальную, охватывающую результаты материальной деятельности человека, и духовную, включающую в себя сферу сознания, духовного производства (рис. 1.1). Компонентами духовной культуры являются мораль, право, религия, искусство и многие другие формы общественного сознания, в том числе и основной объект нашего внимания в этом курсе - наука, функцией которой является производство и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности. На следующем иерархическом уровне наука условно подразделяется на естествознание (естественные науки), гуманитарные (или общественные) науки и технические науки. Объектом изучения естествознания является природа, под которой понимается весь окружающий человека материальный мир, включая и «телесную оболочку» самого человека. Гуманитарные науки занимаются специфическими особенностями человеческого бытия (как индивидуального, так и общественного). Что касается технических наук, то они представляют собой связующее звено между технологической
|
|
|
базой производства (относящейся уже к материальной культурой) и фундаментальным естествознанием.
В свою очередь естественные науки традиционно включают в себя математику, физику, химию, биологию, науки о Земле. На этом же иерархическом уровне гуманитарные науки подразделяются на историю, археологию, этнологию, антропологию, экономику и социально-экономическую географию, философские науки, литературоведение, юридические и политические науки, социологию, искусствоведение, психологию и другие. Следует, конечно, иметь в виду, что указанное разделение естественных и гуманитарных наук является весьма условным, четких граней между разделами может и не существовать. Более того, самыми актуальными и динамично развивающимися являются сейчас именно пограничные области, такие как биофизика, геохимия, математическая лингвистика и т.п.
Следующий иерархический уровень содержит области знания (названия некоторых из них указаны на рис. 1.1). Например, науками о Земле являются геология, геохимия, геофизика, горные науки, океанология, физика атмосферы, география и гидрология суши. Дальнейшее дробление областей знания связано с еще большей конкретизацией рассматриваемых вопросов. Например, в геологии, как одной из наук о Земле, изучаются общая тектоника и геодинамика, тектоника континентов и дна океанов, стратиграфия, литология, палеонтология, петрология магматических пород и другие вопросы. Следует отметить, что и этот иерархический уровень является далеко не последним.
|
|
|
Таким образом, наука имеет очень сложную иерархическую структуру, причем тенденция к еще большему усложнению этой структуры не ослабевает. В связи с этим возникают вопросы: имеется ли предел специализации знаний? является ли процесс дифференциации науки прогрессивным? Перед тем, как ответить на эти вопросы, остановимся на глубокой аналогии между наукой и живой природой. Последняя, как и наука, имеет сложную иерархическую структуру, включающую в себя огромное разнообразие организмов, принадлежащих к различным видам, родам, семействам и т.д. Эта структура не является чем-то застывшим, а представляет собой динамическую, постоянно изменяющуюся систему. В процессе эволюции одни виды исчезают, другие образуются вновь, и в целом иерархия в живой природе имеет
 |
Рис. 1.1. Иерархия уровней культуры
тенденцию к усложнению. Причиной биологического многообразия является «бесконечное» разнообразие условий окружающей среды, в которой существует и с которой взаимодействует жизнь. Именно многообразием форм жизни обеспечивается устойчивость биосферы как экологической системы планетарного масштаба.
Сказанное о живой природе можно почти полностью отнести к науке, которая обладает многими специфическими признаками функционирования живых организмов (высокая упорядоченность, самовоспроизведение, саморегуляция и т.п.). Поэтому и иерархическая структура науки эволюционирует в направлении все большего усложнения, специализации, что одновременно является и условием ее устойчивости. В процессе эволюции некоторые научные направления могут исчезнуть, другие - появиться. Наука в целом может расцветать в какие-то периоды или, наоборот, увядать под действием тех или иных внешних факторов. В целом же развитие науки носит прогрессивный характер, отражающий все более глубокое ее «погружение» в окружающий нас мир.
Иерархия естественных наук
|
|
|
Естественные науки на рис. 1.1 представлены в виде непересекающихся прямоугольников, что на самом деле не совсем верно. Хорошо известно, что между естественными науками существуют достаточно широкие пограничные области, в которых «хозяйничают» науки – «гибриды», такие как математическая физика, физическая химия, биофизика, биохимия, геофизика и многие другие. Напрашивается вопрос: а есть ли вообще в естественных науках «непересекающаяся» информация? Другими словами, все ли естественные науки одинаково фундаментальны или одна из них в будущем, возможно, «поглотит» остальные?
Прежде чем ответить на этот вопрос, попытаемся разобраться в различиях между естественными науками, которые имеют место в настоящее время. Различия эти связаны с тем, что материя в природе имеет различные уровни организации, которые, так же как и культура, образуют иерархическую структуру. На самом глубоком уровне находятся элементарные частицы и фундаментальные физические поля, посредством которых эти частицы взаимодействуют. Изучением таких объектов занимается современная физика. Однако в более широком смысле к физике относят все те явления и процессы в природе, описание которых опирается непосредственно на энергию взаимодействия между отдельными частями рассматриваемой системы и между системой и окружающей средой. Энергия взаимодействия - это то общее, что есть и в механике, и в электромагнетизме, и в термодинамике, и в квантовой физике. В философии для обозначения материальной структуры, которая на данном иерархическом уровне организации материи считается элементарной (неделимой) используется термин субстрат. Таким субстратом для физики являются частицы (не обязательно элементарные), взаимодействующие посредством физических полей.
На более высоком уровне структурной организации материи располагаются атомы, представляющие собой устойчивые образования из элементарных частиц и полей. Описывать взаимодействие атомов, особенно сложных, с помощью законов физики - очень неблагодарный труд из-за резко возрастающей сложности математических расчетов. Кроме того, и это оказывается самым главным, результаты таких расчетов часто трудно интерпретировать. В то же время, перейдя на другой «язык» - язык химии, можно без труда описать практически все известные процессы с участием атомов. Таким образом, в химии не интересуются внутренней структурой атомов[1], а считают их элементарными (неделимыми) объектами химических процессов. Другими словами, субстратом химии являются атомы.
|
|
|
Химия изучает процессы образования и превращения молекул. Молекулы, как известно, отличаются огромным разнообразием: от простейших, типа Н2, СО2 или Н2О, до сложнейших органических молекул, состоящих из сотен тысяч и миллионов атомов. Однако, существует класс органических молекул - так называемые биополимеры (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды), поведение которых обнаруживает особые свойства, в первую очередь, самоорганизацию и самовоспроизведение, которые лежат в основе биологических процессов в природе. Поэтому субстратом биологии являются биополимеры.
Эту иерархическую лестницу можно продолжать и дальше, за пределы естествознания. Например, в социальных науках элементарной структурой, или субстратом, является человек.
Мы сознательно начали рассмотрение этого вопроса с физического субстрата, хотя если включать математику в состав естественных наук, следовало бы поговорить и о субстрате математики. Таким субстратом, очевидно, является единица, ибо все остальные числа - это разное количество единиц или же их отсутствие. Однако, не все ученые согласны с тем, что математика - это естественная наука, так как она изучает не сами материальные объекты, а пространственные и количественные соотношения между ними, выраженные в абстрактной, обобщенной форме.
Обратимся теперь к проблеме фундаментальности естественных наук, которая фактически сводится к ответу на вопрос: возможно ли в будущем описать социальные процессы на языке биологии, биологические - на языке химии, химические - на языке физики, а самое физику представить в виде простых математических соотношений? При положительном ответе на этот вопрос мы приходим к понятию редукционизма, под которым понимают возможность сведения сложных явлений к более простым, более элементарным. Редукционизм являлся и является весьма мощным методологическим принципом в науке, с его помощью были получены важные результаты, позволившие связать, казалось бы, совершенно различные явления. Например, электромагнитная картина мира установила единую природу электрических, магнитных и оптических явлений.
|
|
|
Однако, как показало развитие науки, возможности редукционизма не беспредельны. Оказывается, далеко не всегда поведение сложной системы можно свести к простой сумме поведения ее компонентов. Сложные системы, начиная с определенного уровня организации своей структуры, обнаруживают новые качества, которые не могут быть даже описаны с помощью тех характеристик, которыми пользуются для описания отдельных частей системы. Например, свойства здания, построенного из кирпичей, нельзя свести к свойствам кирпичей, хотя бы потому, что из одних и тех же кирпичей можно построить совершенно разные здания. Точно так же из одних и тех же букв алфавита можно составить совершенно разные слова, а значит «свойства» слов не вытекают из «свойств» составляющих их букв. Таких примеров появления нового качества при переходе от простых объектов к сложным можно приводить до бесконечности.
Таким образом, разделение на гуманитарные и естественные науки, на физику, химию, биологию не является временным, а имеет принципиальный характер и, скорее всего, в том или ином виде сохранится в будущем.
|
|
|
