Научная революция

Научная революция – понятие, используемое для описания развития научного знания и характеризующее крупные изменения в науке, которые связаны с возникновением и развитием новой фундаментальной научной теории. В некоторых методологических концепциях научная революция тесно связывается с коренной ломкой картины мира и с изменением стиля научного мышления. И. Кант называет это революцией в способе научного мышления, первоначальный толчок которой дает чья-то «счастливая догадка». В математике – это мысленное априорное построение, полученное независимо от опыта. В естествознании революция тоже происходит благодаря счастливой догадке, искать у природы, то, что предложено разумом, и ставить эксперименты по проверке этих предположений. История зарождения экспериментального метода, замечает Кант, еще не создана, но, тем не менее, приводит примеры, широко используемые и в современной литературе по истории и философии науки (гелиоцентрическая гипотеза Н.Коперника; опыты Г.Галилея и Э.Торричелли; идея Ф.Бэкона об особой роли индукции для обоснования экспериментального метода; законы тяготения И.Ньютона; исследование причинности Д.Юмом).

В истории науки научные революции фиксируются задним числом с позиции современного уровня развития научного знания. Научной революцией считается этап развития науки, резко изменяющий предшествующие научные представления, когда вводятся новые фундаментальные научные знания, гипотезы, надолго определяющие последующее развитие науки. Поскольку научные представления являются основой научной картины мира и устойчивой традиции его понимания, постольку научная революция ведет к коренному изменению как научной картины мира, так и традиции, в рамках которой существует последняя. Традиции аккумулируют и синтезируют в себе в определенный период времени в данном историческом социальном контексте научное знание, обыденный опыт, религиозные, нравственные и эстетические ценности, практические и производственные навыки. Все это в целом составляет внешние условия существования науки. Поэтому революционные изменения в науке не могут не затрагивать традиционных представлений.

Наиболее частыми образцами фундаментальных научных идей, служащих одним из оснований определенных традиций являются следующие примеры. Физика Аристотеля и астрономия Птолемея на долгое время (почти две тысячи лет) задали традицию, основанную на определенном понимании космоса, движения, пространства и времени. Согласно этой традиции, как показывают исследования А.Койре, космос является конечной, имеющей центр иерархической структурой, пространство понимается как конкретная совокупность мест, движение есть состояние тела, обусловленное действием приложенной к нему силы. Все приведенные утверждения легко могли быть проверены непосредственными наблюдениями, верифицированы обыденным опытом людей и даже религиозными текстами. Астрономия того времени не искала причин движения планет, механизм движения считался непознаваемым, достаточно было аристотелевского понятия перводвигателя. Все устремления астрономов были направлены на расчеты и предсказания положения небесных тел для возможности их наблюдения.

Научная революция эпохи Возрождения и Нового времени резко нарушает эту традицию. Вводится представление о космосе как бесконечной Вселенной. Законы тяготения объясняют механизм движения планет. Пространство становится бесконечным и его геометрия совпадает с геометрией Евклида, т.е. математическая теория становится геометрией реального мира. Концепция дальнодействия, принимаемая в ньютоновской модели Вселенной, предполагала существование пустого пространства и вводила бесконечную скорость взаимодействия тел в этом пространстве. Галилеевский принцип инерции и первый закон механики Ньютона приходят на смену аристотелевскому пониманию движения и предоставляют возможность для математически точного описания прямолинейного и равномерного движения. Конкретные тела физики Аристотеля заменяются абстрактными объектами, материальными точками, обладающими массой, скоростью и геометрическими координатами, что открывает применение в физике математики, где материальная точка трактуется как математическая точка. Математическое естествознание и экспериментальный метод (искусственно созданное наблюдение с возможностью количественного измерения и неоднократного повторения) создают новые условия для становления и развития новой науки, которая практически не соответствует здравому смыслу. Успехи науки эпохи Возрождения и XVII-XVIII столетий невольно подталкивали к созданию единой картины мира, и также невольно она стала механистической.

Нарушение этой традиции стало возможно в недрах самой науки. Исследования Фарадея, В.Томсона и Максвелла в области физики электромагнитных явлений с необходимостью вели к отрицанию концепции дальнодействия: электромагнитные взаимодействия происходят в конкретной среде (а не в пустом пространстве) с конечной скоростью. Эти исследования привели, с одной стороны, к открытию электромагнитного поля, а с другой, к введению гипотезы о существовании эфира.

Другими крупными научными достижениями, которые заставляли пересматривать предшествующие научные взгляды и традиции, были теория относительности Эйнштейна и открытие физики микромира.

В философии науки очень большое количество исследований научной революции было спровоцировано публикацией книги Т.Куна «Структура научных революций». В ней Кун предложил оригинальную модель развития науки, в которой центральное место было отведено понятиям парадигмы и научной революции. Наука в своем развитии проходит ряд последовательных этапов: допарадигмальный период, возникновение парадигмы и нормальная наука, критика парадигмы и кризисный период, этап научной революции и формирование новой парадигмы. Под парадигмами понимается совокупность научных достижений, принимаемых в определенный период времени научным сообществом. Парадигмы определяют основную стратегию развития научной дисциплины, проблемы и методы их решения. Период формирования парадигмы совпадает с возникновением фундаментальной теории. После этого начинается разработка этой теории, складываются научные школы, пишутся учебники, создаются образцовые методы исследования, усилия научного сообщества направлены на решения задач-головоломок. Этот период был назван Куном нормальной наукой. Ученые убеждены, что фундаментальные теоретические представления дают возможность решить головоломки. Если они не решаются, то это – временное явление. Ученые еще не догадались, как их решить. Виновата не научная теория, а сами ученые. Нерешаемые головоломки зачисляются в разряд аномалий и на них на этом этапе не обращают серьезного внимания. Отдельные трудные случаи могут привести к открытиям внутри парадигмы и только некоторые из них заставляют задуматься об изменении парадигмальных теорий. Период нормальной науки является самым плодотворным в ходе развития науки и соответствует ее эволюционному этапу.

Кризисное состояние науки связано с накоплением аномалий, которые нельзя решить средствами господствующей парадигмы. Примером особо показательного кризиса в науке, который приводит сам Кун, был кризис в астрономии, осознанный еще в  XIII веке, но наибольшей остроты достигший к XVI столетию. На его возникновение оказали влияние не только внутренние, научные факторы, но и внешние обстоятельства. Таким образом, создаются условия для возникновения новой фундаментальной теории и формирования на ее основе новой парадигмы. Такой теорией стала гелиоцентрическая гипотеза Коперника. Именно она знаменует наступление периода  научной революции. Аналогичные примеры кризисных ситуаций Кун приводит из области химии газов до Лавуазье и из области физики, когда кризисная ситуация конца XIX века была отмечена неудачными попытками экспериментального обнаружения «эфирного ветра» и построением теоретических концепций эфира до принятия теории электромагнетизма Максвелла. Последующие попытки уточнить понятие среды электромагнитных взаимодействий, которое имело место в теории Максвелла, при помощи использования представлений об эфире привело к неудаче экспериментальных усилий и количественному увеличению множества теорий, что является формальным показателем кризиса. Количество примеров можно значительно увеличить относительно истории отраслей знания и дисциплинарного подразделениях в них.

Главная особенность концепции Куна заключалась в том, что дореволюционная и послереволюционная парадигмы и соответствующие им фундаментальные теории являются настолько несовместимыми, что Кун усиливает их соотношение до констатации фактической несоизмеримости новой парадигмы с традицией нормальной науки предшествующего дореволюционного периода. Никакие правила соответствия между старой и новой теорией нельзя установить вследствие фундаментальной разницы между содержанием теоретических терминов разных теорий.

С.Тулмин замечает, что концепция Куна под давлением критики с течением времени изменяется. Прежде всего смягчается резкое различие между нормальной наукой и периодом научной революции. Кун соглашается с мнением, что нормальная наука тоже может заниматься теоретическими исследованиями, а не только решать головоломки. Даже в нормальный период может происходить значительное количество микрореволюций, достаточно глубоких по своему содержанию. По мнению Тулмина, Кун начал описывать развитие науки как «непрерывную революцию», фактически отказавшись от резкого противопоставления между нормальной наукой и научной революцией, которое красной нитью проходило в книге «Структура научных революций».

Концепция развития науки самого Тулмина представляет описание реального исторического процесса концептуальных изменений в науке с использованием терминов «традиция», «нововведение» и «отбор». Нововведения (аналог концептуальных микрореволюций) изменяют интеллектуальную традицию. Критерии отбора конкурирующих научных теорий могут зависеть как от внутренних, так и от внешних факторов.

И.Лакатос предлагает новый способ рациональной реконструкции истории науки. Рациональная реконструкция представляет собой внутреннюю историю науки, она объясняет рост науки. Внутренняя история науки, по Лакатосу, является описанием роста безличностного знания, никакой информации биографического плана в ней не должно быть. Историк-интерналист оценивает только теории, гипотезы, эксперименты, причем независимо от мнений авторитетов. В основание своей концепции он помещает понятие научно-исследовательской программы, которая структурно состоит из конвенционально принятого ядра, позитивной эвристики (совокупность исследовательских проблем) и защитного пояса. Исследовательская программа является прогрессирующей, если ее теоретическое ядро может предсказывать новые эмпирические факты, и будет регрессирующей в противном случае. Если имеются конкурирующие исследовательские программы, то программа, которая объясняет больше, вытесняет своего конкурента. Это и называется научной революцией.