СОДЕРЖАНИЕ
Современное естествознание меняет свой концептуальный облик, переходя при описании движения и взаимодействия своих объектов с языка линейных уравнений и причинно-следственных зависимостей на язык нелинейности и кооперативных, резонансных связей между объектами. Фактически налицо новая революция в естествознании, но своей методологической значимости ни в чем не уступающая появлению в свое время таких теорий, как неевклидова геометрия, эволюционная теория Дарвина, теория относительности и квантовая механика. Новая парадигма современного естествознания − синергетика является выражением, обоснованием и универсализацией идеи нелинейного (синергетического) мышления в науке, основанного на признании синергетической парадигмы фундаментальной и творчески-конструктивной роли случая в мире природы, значимость и вес которого в структуре бытия, по крайней мере, не меньше законосообразности, а тем более − необходимости. По существу, квантовая механика нанесла лишь первый и притом отнюдь не смертельный удар по лапласовскому детерминизму. По-настоящему это сделала лишь синергетика, изящно и естественно объяснив вторичность порядка по отношению к хаосу, возможность математически обосновать происхождение первого из второго (а впрочем, откуда же было, спрашивается, и взяться порядку, как не из хаоса). Одной из самых трудных философско-методологических проблем, стоящих перед современным и будущим естествознанием, является проблема совместимости, увязки в одно теоретическое целое современной космологии и синергетики. На этом стыке человечество ожидает очередная научная революция.
И самый главный урок современного естествознания заключается в том, что как бы ни была велика относительная самостоятельность, мощь науки и ее роль в развитии цивилизации, ученые всегда должны помнить, что их главное предназначение − способствовать продолжению человеческого рода, его духовному и материально-энергетическому росту и могуществу.
Не богатство и не власть, а знания в сочетании со здоровьем представляют истинные ценности в жизни.
9.3. Основные черты современного естествознания
Выделим несколько характерных черт современного естествознания.
1. Развитие естествознания в XVII-XVIII вв. и вплоть до конца XIX в. происходило под подавляющим превосходством механики, так что основными критериями естествознания были законы механики.
В этот период развитие естествознания направлялось классической механикой и только в течение 2÷3 последних десятилетий ее влияние существенно ослабло. В настоящее время согласно высказывания В. И. Вернадского: «для научной работы нашего века удобным учитывать, что научная картина мира не может быть сведена всецело к движению, даже в своем материальном выражении. Еще недавно такое сведение являлось идеалом научной работы». Таким образом, основным термином XX столетия становится «организованность» вместо основного термина столетия XIX, которым можно считать термин «движение».
2. Современное естествознание, исследуя оценку сложного осознало, что простота не присуща ни бесконечно малому, ни бесконечно большому. В первом нет «кирпичиков мироздания», у второго нет абсолютного предела.
От открытия электрона и других элементарных частиц ученые надеялись построить периодическую систему, аналогичную системе Менделеева. Однако после 1965 г., когда число открытых частиц превысило 200, стало ясно, что это невозможно. Частицы оказались слишком разными, и до сих пор ученые не знают такого параметра, по которому их можно классифицировать.
«Простоту» и соответствующие ей понятия следует искать в реальном мире, непосредственно окружающем человека (с учетом всех его взаимодействий с окружающей средой). Впервые данное положение было осознано выдающимся современным ученым И. Р. Пригожиным. Это привело к тому, что в естествознании сейчас особенно остро осознается необходимость нового диалога человека с природой и поднимается вопрос о разработке конкретных методов для такого диалога.
Одним из проявлений стремления к подобному диалогу является возникновение в XX в. наук биосферного класса. Эти науки отличаются тем, что они признают наличие наблюдателя, творческого субъекта, который вносит в процесс исследования свое отношение к протекающим процессам. Пожалуй, наиболее отчетливо основные идеи наук биосферного класса проявились на стыке биологических, географических и геологических наук.
3. Возникновение наук биосферного класса, в которых все процессы рассматриваются во взаимосвязи, а также в единстве взаимообусловленности их проявлений. Возникновение наук биосферного класса связывается с именем В. В. Докучаева, который определил понятие «почва», в которой сходятся все основные земные оболочки: литосфера, гидросфера, атмосфера, биосфера, ноосфера.
Литосфера проявляет себя как совокупность минеральных частиц, обломков различных горных пород и минералов, образующих матрицу почвы; гидросфера – как совокупность различных типов влаги и форм ее существования. Почва тесно связана с атмосферой, воздух является важнейшим компонентом почвы. Не случайно такое внимание уделяется аэрации почвы, различным способам ее рыхления: от механических до биологических (например, рыхление дождевыми червями). Почва тесно связана и с биосферой: в ней живут микробы, происходят процессы, обусловленные деятельностью живого. Без этих «вкладов» почва была бы мертва. Скажем, если почва не дышит или если в ней нет влаги, то она уже не может быть тем чудом природы, которое обеспечивает произрастание из маленьких семян овощей, злаков, деревьев. Это чудо рождения живого есть результат гармоничного сочетания всех перечисленных выше факторов. Почва связана с ноосферой (духовностью). Когда говорят «человек любит почву», то это не просто метафора. Любящий почву человек рассматривает себя как продолжение происходящих в ней процессов. Между этим человеком и почвой нет отчуждения, поскольку он знает, когда почву нужно поливать, когда подкармливать, когда делать посадки и снимать урожай.
4. Всеобщность циклов, их тесная связь с организованностью и самоорганизацией. Оказалось возможным свести многие устойчивые равновесия к соответствующим циклам. Можно сказать, что все в природе сводится к циклам. Циклы, связанные с движением звезд, планет, были замечены еще в глубокой древности. Но именно в современном естествознании было отчетливо осознано, что устойчивые равновесия обеспечиваются циклическими процессами, круговоротами энергии, вещества (информации) в природе. Методы циклов активно используются в термодинамике, различные типы круговоротов исследуются в биологии, географии, почвоведении и т.п. Современные ученые-естествоиспытатели обнаружили циклы во всех природных, земных сферах – в литосфере, гидросфере, атмосфере, биосфере. Выявлены циклы и в осадконакоплении, сейсмичности, составе газов, изменении уровней самых различных водоемов, уровней подземных вод и т.д. Ученые выяснили, что в жизни Земли существуют ритмы от часа и менее до сотен миллионов лет и эти ритмы имеют определенную иерархическую подчиненность.
Через исследование природных циклов и соответствующих им равновесий естествознание вплотную подходит к исследованию ритмов природы, космоса, бытия. Дальнейшее развитие человечества возможно только при ориентации на эти ритмы. Подобные мысли неоднократно высказывались в религиях, прежде всего в даосизме, а также в астрономии, биологии, физике, химии, медицине, экологии, и, наконец, в искусстве и литературе. Но только сейчас из них начинает формироваться единое мировоззрение на основе планетарного, синергетического мышления.
5. Тесная взаимосвязанность специальных естественно-научных дисциплин между собой. Появление значительного числа пограничных наук.
В настоящее время углубляются связи между астрономией и географией, биологией и медициной, совершенствуются методы математики, обеспечивающие взаимосвязи между естественными науками. В XX в. упор в исследованиях вследствие усложнения задач переносится на новые проблемы, так что возникли целые науки такой «проблемной ориентации», например, мерзлотоведение (геокриология), океанология, где на первый план выдвигается исследование конкретной части земной оболочки вместе с соответствующими ей проблемами. Важность перехода в современных исследованиях от узкоспециальных задач к проблемам подчеркивал В. И. Вернадский.
6. Тесная взаимосвязь современного естествознания с процессами формирования ноосферы. Под ноосферой понимается сфера разума, но разработано это понятие еще совершенно недостаточно. Однако точка зрения, что ноосфера есть одно из природных равновесий, являющихся естественным продолжением равновесий, возникших в биосфере, позволяет рассматривать это понятие в тесной связи, как с естественными науками, так и с духовностью.
С 70-х годов в разных разделах естествознания накопились открытия, требующие пересмотра основных мировоззренческих установок. Все большую роль играет информация. Компьютеры не только позволили проводить вычисления с огромной точностью, скоростью, исследовать сложнейшие процессы, они помогли иначе взглянуть на многие физические и математические теории, привели к появлению новых идей и методов, междисциплинарных подходов, изменив тем самым облик естествознания.
Оказалось, что интенсивные взаимодействия описываются нелинейными уравнениями, для которых нет общих рецептов решения. Нелинейность приводит к ряду новых эффектов, которыми не обладали линейные системы. В сложных открытых системах, например, вдали от равновесия появлялись упорядоченные состояния. Возникновение их не связано с конкретной природой рассматриваемых систем, и исследование процессов самоорганизации, а также и обратного процесса – детерминированного хаоса − стало возможным с применением ЭВМ при решении нелинейных уравнений. Настоящий бум, охвативший науку в последние 15÷20 лет в связи с изучением самоорганизации и хаоса, привел к созданию нового «нелинейного» (синергетического) мышления в различных областях естествознания, а также в экологии и экономике.
В современном естествознании логические методы – приемы и методы исследования, присущи как научному, так и обыденному познанию в целом. Объективная предпосылка познавательных операций – структурность и целостность материальных объектов. Наиболее универсальные элементарные приемы познания: анализ и синтез, причем анализ ради синтеза, а не наоборот. Широко используются в современном естествознании частные логические методы познания: абстрагирование и обобщение, индукция и дедукция, аналогия, гомология и моделирование.
9.4. Принципы синергетики, эволюционная триада
и синергетическая среда в постижении природы
Синергетический подход к познанию, точнее к постижению Природы, расставляет точки над и в том смысле, что становится более понятным, что знания не приобретают как вещь, ими овладевают с тем, чтобы в дальнейшем обладать, не терять самообладания и действовать, и жить правильно. Поэтому, знания, полученные в синергетической образовательной среде способствуют постижению действительности на фундаментальном уровне без отторжения.
Проектирование – это деятельность в областях, где недостаточно только линейного мышления как указывал Б.Ф. Ломов. Поэтому интересен подход Дж. Джонса к видению структуры постижения природы, состоящего из трех ступеней: дивергенции, трансформации и конвергенции.
Дивергенция характеризуется крайней неустойчивостью и условностью целей, сознательной установкой на критическое восприятие действительности, разрушение стереотипов, использование предельно широких метафор и крайне далеких ассоциаций.
Трансформация направлена на упорядочение поля поиска, его концептуальную структуризацию, на поиск языка данной задачи, пригодного для ее целостного и точного выражения. Это ступень выделения альтернатив и параллелей в решении исходной задачи.
Наконец, конвергенция – это настойчивая и жесткая направленность на усечение проектного поля, сокращение числа альтернатив, детализацию отобранных моделей и так далее. Исследователи говорят о двух диаметрально противоположных стратегиях проектирования: от внешнего – к внутреннему (из соображений целостного облика к его конструктивным деталям) и от внутреннего к внешнему (стратегия увязки, сведения отдельных элементов в целостный облик). Эти подходы к проектированию созвучны принципам синергетики.
На создание технологий нацелено проектирование. В самом проектировании как деятельности можно обнаружить свою совокупность инструментальных средств, свой подход к информационным ресурсам и, особенно подчеркнем, свой нелинейный (синергетический) стиль мышления, свой ценностный мир. Выделение этих взаимосвязанных компонентов позволяет представить проектирование синергетической среды образовательного процесса современного естествознания как нелинейную динамическую систему, генерирующую в заданных пределах деятельную структуру общества и способ жизни, определяющую современное состояние образования и перспективы развития человечества.
Под синергетической средой в системе мы понимаем совокупность материальных, духовных факторов и средств в открытой системе, в которой при взаимодействии ее частей на основе динамической иерархичности и наблюдаемости возникает усиление управляющих воздействий, согласование темпов и уровней развития управляемых, становление творческой личности, сочетающей рациональные и иррациональные компоненты мышления, имеющей целостное мировоззрение и познающей природу без отторжения на фундаментальном уровне.