Умови та етапи зміни наукової картини світу

Передреволюційна Кризова ситуація в науці виникає або з відкриттям нових явищ, які не можна пояснити в рамках традиційної картини світу, або з появою внутрішніх протиріч в традиційних теоріях, які не можна пояснити в рамках цієї теорії (фотометричних та гравітаційний парадокси, теплова смерть Всесвіту, парадокс незмінності швидкості світла в досліді Майкельсона, «ультрафіолетова катастрофа «…).

Проте нетрадиційна ідея пояснення одного ізольованого незрозумілого явища, навіть якщо вона буде правильною, не викличе наукової революції, так як про ізольоване явище, враховуючи його багатосторонність, завжди можна висловити різні ідеї, знайти його схожість з різними уже відомими явищами. Тому ідеї про окремі загадкові явища (наприклад, про Тунгусській метеорит) не переконливі, і такі ідеї звичайно не мають шансів оволодіти масами, та перетворитись в загальноприйняті. Більш переконливою ідея може стати, якщо вона пояснює цілу сукупність явищ, реально зв’язаних між собою, але або не пояснення до цього часу, або пояснення незадовільно.

Дякуючи винахідливості людського розуму завжди вдається створити спочатку і в рамках традиційної картини світу нову конструкцію із старих ідей для пояснення будь яких загадкових явищ. Так було з системою Птоломея, із схемою пояснення болідів і аеролітів у Штульца [3]. Так було з пояснюючи моделлю Лоренца-Фіцджеральда — представленням про реальне стиснення рухомих тіл за рахунок внутрішніх електромагнітних сил. Пуанкаре, в свою чергу, доповнив це постулатом неможливості виявлення абсолютної системи відліку (ефіру) і ввів для пояснення такої ситуації свої «постулати відносності» — усе іще в рамках традиційних механічних та електродинамічних зрозуміти. Проте в цих побудовах уже формувалися деталі нової картини світу.

Цьому процесу підготовки та здійснення ломки старої картини світу характерний чіткий розподіл його головних учасників. Той, хто ухитряється немов би розв’язати протиріччя, що накопичились на даний час, з допомогою абстрактної конструкції в рамках традиційних понять (це за звичай один чи кілька дослідників), може бути названий «захисником традицій». Він не допускає і думки про чреватість своєї пояснювальної конструкції новими «вибуховими» ідеями (той же Лоренц, Пуанкаре, рівно як і Птоломей із своєю геніальною ідеєю кванта).

Наступним виступає «генератор» нової фундаментальної ідеї (який завжди одноосібно робить цей вирішальний крок, різко відриваючись від своїх сучасників). Оскільки він не витрачати сил на встановлення причинно-наслідкових зв’язків між явищами (в число яких входить і нове, саме загадкове) і не являється автором пояснюючої схеми, йому легше критично підійти до неї і побачити в цій уже готовій схемі певну істотну неполадку: від невідповідності із спостереженнями до логічної невідповідності. Останнє підштовхує його на пошуки та вказує шлях принципово нового рішення, тоді як невідповідність із спостереженнями іще не підказує способу розв’язання протиріччя. (Генераторами революційних ідей були Коперник, Хладні, Ейнштейн.).

Висуваючи нову фундаментальну ідею, дослідник, як правило, сам іще не усвідомлює повністю глибини цієї ідеї, її сили, оскільки іще «дихає повітрям» традиційної ідейної атмосфери. Революційна суть нової ідеї звичайно розкривається багатьма авторами ідей-наслідків, які Розвиваючись посилюють революційний процес ломки старої картини світу. (Такими були революційні ідеї Бруно, Кеплера, Декарта, Канта, Фрідмана, Галілея …).

Завершальний крок — синтез проміжних результатів — відкриттів, роздумів, висновків — робить знову ж таки, звичайно, один великий теоретик. Він формує каркас нової наукової картини світу і, на відміну від «генератора», може бути названим (якщо логічно розвивати термінологію) «синтезатором», чи інтегратором її (Арістотель, Ньютон, Ейнштейн).

Нарешті, не всяка революційна ідея, вірніше, не в усякий час, спроможна викликати революцію, здійснивши примусову зміну загальноприйнятої картини світу. Це може мати місце тільки в умовах, коли створена уже єдина наука як система із достовірних фактів та зв’язуючих їх теорій, та її ідейна надбудова — авторитетна для переважної більшості система поглядів, інакше, наукова картина світу. Ось чому наукова революція була неможлива в давньогрецькій доарістотелівській натурфілософії.

Суть наукової революції — завжди зміна протилежних взаєм виключаючих ідей. Така зміна може мати характер явного, дзеркального перевороту, коли основна ідея та зв’язана з нею модель світу замінювалась на протилежну, що не зводилась до попередньої по своїй суті та змісту.

Менш наочним переворотом може здатися універсальна фізична революція Ейнштейна. Часто її розуміють як узагальнення ньютонівської фізичної теорії. Насправді революцією було не узагальнення ньютонівської теорії (яка сама взагалі не відкідалась для своєї області), а повне відкидання «ньютонівської картини світу». Повністю була відкинута (і в цьому смислі перевернута) картина абсолютних (незалежних) категорій — «простір», «час», «маса», «сила» (тяжіння). Простір (його геометрія) виявився залежним від маси зв’язаної з ним матерії; маса матеріального тіла, як і течія часу в даній матеріальній системі, — від швидкості руху системи в якій проводиться вимірювання.

Революції Коперника та Хланді можна назвати унікальними по наглядності перевороту (при всій відмінності їх масштабів) [3]. Адже важко уявити повторне настільки «дзеркальне» відображення дійсності. Напевне, такі революції завершують собою деякий початковий етап еволюційно-революційного шляху розвитку прогресу наукового пізнання в цілому, коли доводилося заміняти картину світу, що склалась на початку зародження експериментального знання під впливом ще більш ранніх світоглядних філософських уявлень.

Революція Ейнштейна почала собою новий, більш складний етап розвитку картини світу в епоху зрілої науки: зміну однієї достовірно наукової картини світу другою «локально» іще більш досконалою, що відображає більш глибокі властивості дійсності. На відміну від використання комбінації старих ідей в нових умовах, що може викликати революційний переворот, ідея Ейнштейна — це подальше узагальнення окремих глибоких здогадів, окремих принципів минулого — давньої ідеї відносності руху, принципу відносності Галілея, перших здогадок про зв’язок матерії і простору (Арістотель, Ріман). Це є геніальне узагальнення всього віковічного досвіду людства, його роздумів над глибинними властивостями Всесвіту.

Таким же шляхом, напевне, йшов Кеплер, зумівши, як ми бачили, звільнитись від загальної «одержимості округленістю». Замість ототожнення досконалості небесних рухів із їх круговим характером, він відродив і узагальнив давні догадки піфагорійців, які вловили вищу, числову гармонію і тим самим кількісну закономірність Всесвіту в правильних кількісних відношеннях величин в природі, дякуючи чому такий устрій і порівнювалось ними з музикою, де гармонія визначається подібними співвідношеннями висоти звуків («музика сфер») [4]. По суті, піфагорійці першими проголосили «антропний принцип» Всесвіту, котрий, таким чином, не був відкритим вперше, а тільки відроджений в наші дні і суть якого в тому, що будова Всесвіту сприятлива само для існування людини (принцип гармоній людини та світу).

Між іншим можна відмітити, що картина світу, закладена Ейнштейна, займає особливе місце в історії розвитку знань ще й тому, що це — завершення почато Аристотелем першого витка спіралі на шляху до пізнання космологічно суттєвих рис Всесвіту.

Особистість Ейнштейна як вченого унікальна ще й в тому відношенні, що він виступив як генератор фундаментальної революційної ідеї, і як інтегратор та конструктор нової фізичної картини світу, об'єднавши в собі таким чином і Коперника, і Ньютона.

На відміну від зміни наукових теорій, при зміні наукової картини світу, принцип відповідності уже не виконується в прямому його смислі. Нагадаємо, що його суть в вимозі, щоб нова теорія, більш широка, включала в себе стару як частковий чи граничний випадок.

Ні геоцентризм, ні твердження про стаціонарність «Всесвіту в цілому» — не могли бути «частковим випадком» більш загальної, відповідно, геліоцентричної моделі Коперника, чи концепції нестаціонарного Всесвіту Фрідмана. Уявлення про «плоский» нескінченний абсолютний простір ньютонівської картини світу, про можливість пустоти такого простору — не могло бути «частковим випадком» криволінійного, нерозривно зв’язаного з матерією простору, з його залежними, відносними параметрами — в фізичній картині світу Ейнштейна.

Нова картина світу не може бути зведена до старої, так як обидві, будучи взаємно виключаючими претендують на описання «всієї дійсності». На відміну від наукової теорії, наукова картина світу завжди безмежна, оскільки вона є гранично широкою екстраполяцією теорії.

Але все ж відповідність в якомусь смислі повинна мати місце і в цьому випадку — при революційному переході від однієї картини світу до іншої (наприклад від геоцентричної до геліоцентричної). Адже навіть самі грубі спостереження, поверхневий, але достатньо довгий досвід — завжди приводять до встановлення якихось вірних причинно-наслідкових зв’язків між подіями, тільки неправильно пояснення. Зводимість більш зрілої наукової картини світу до більш примітивної (але також науці в тому смислі, що вона є узагальненням досвіду, узагальнень) виражається в тому, що можна назвати «принципом нерозрізнимості», недостатності «розрізняючої здатності світогляду» (якщо допустити аналогію з розрізняючою здатністю телескопа) [3]. Вона визначається не тільки станом технічної бази спостережень і досліджень природи, але іще залежить від загального запасу інформації про оточуючий світ, від накопиченого досвіду логічного аналізу цієї інформації, широти кругозору, визначається загальним світоглядом.

Так, до пори до часу засоби спостереження не дозволяли безпосередньо зробити правильний вибір між геоцентричнім і геліоцентричнім поясненням руху світил. Вибір робився на основі грубого досвіду, безпосередніх відчуттів («нерухомості Землі», наприклад), а також на основі і під впливом загальних світоглядних уявлень, вироблених на ранніх донаукових етапах формування наукової картини.

Разом з тим навіть в ті далекі часи з’являлися і перші геніально правильні здогади — геліоцентричне чи подібне (піфагорійське) пояснення руху світил, що включало ідею рухомості і самої землі, що було універсальним розширенням, екстраполяцією одного із перших принципів — відносності руху. Це говорить про дивну спроможність людського розуму помічати дійсний зв’язок речей в результаті логічного аналізу навіть слабкого потоку інформації, виділяти головне в ньому.