Классическая наука Нового времени

Исаак Ньютон (1642 – 1727) завершил построение классической механической картины мира. В его фундаментальном труде «Математические начала натуральной философии» (1687) мир предстал как единая целостная система, подчинённая простым и ясным законам. Имеются в виду закон всемирного тяготения и три закона механики, прежде всего, – все остальные законы природы следуют из этих фундаментальных. Картина мира как единого совершенного механизма, сотворённого Богом была настолько впечатляющей, она настолько ясно и просто объясняла все наблюдаемые факты, что Ньютон приобрёл в глазах учёного сообщества и образованной публики исключительный ореол гения. Много открытий в науке можно делать, но открыть самую основу природы можно только один раз. Ньютон, по общему мнению современников и ближайших потомков, сделал именно это, он открыл и выразил самую главную суть и основу существования мира, – теперь нам осталось только добавлять в эту картину отдельные мелкие мазки.

Классический научный метод, провозглашаемый Ньютоном, – это, прежде всего, опора на эксперимент и отказ от умозрительных теорий (знаменитая фраза Ньютона «гипотез не измышляю» имеет именно этот смысл). Но в то же время огромную роль в познании играет математическое моделирование и математическая обработка фактов. Индукция, то есть формулирование на основе единичных фактов общих закономерностей, конечно, никогда не бывает абсолютно достоверна, однако, как пишет Ньютон, такие индуктивные обобщения «должны быть почитаемы за верные или в точности, или приближённо, пока не обнаружатся такие явления, которыми они ещё более уточняются или же окажутся подверженными исключениям». Классическое естествознание развивается в твёрдой уверенности, что природа устроена по простым математическим принципам, а во многом это убеждение сохраняется и в последующие – неклассический и постнеклассический – периоды развития науки. Все эти мировоззренческие предпосылки (развитые в трудах Ф. Бэкона, Р. Декарта, Дж. Локка, И. Ньютона, Г. Лейбница) стали философской базой грандиозного развития наук и технологий с XVIII века и до современности.

Стоит отметить, что механистическая картина мира для её создателей не только не отрицала религиозной веры, но и была прямым этой веры продолжением. Ньютоном написано нисколько не меньшее количество богословских трудов, чем научных книг, а в надписи на его могиле содержатся такие слова: «Прилежный, хитроумный и верный истолкователь природы, древности и Святого Писания, он утверждал своей философией величие всемогущего Творца, а нравом насаждал требуемую Евангелием простоту». Однако уже очень скоро механицизм начал трактоваться как принцип объяснения мира, не нуждающийся в «гипотезе Бога».

В математике Ньютон разработал теорию бесконечных рядов, ставшую мощным инструментом математического анализа, дифференциальное и интегральное исчисление (параллельно с Г. Лейбницем), заложил основания теории пределов, причём начало этим прорывным открытиям было положено им ещё в студенчестве. Однако физика была ему ближе, чем математика.

Идея о притяжении тел друг к другу в разных формах высказывалась различными учёными и до Ньютона, однако он, во-первых, предложил строгую математическую формулу, выражающую этот закон, во-вторых, связал (тоже математически) этот закон с законами движения планет, сформулированными И. Кеплером, а в-третьих, распространил действие этого закона на все тела во Вселенной: яблоко падает по тем же законам, по каким взаимодействуют небесные тела. Математическая модель движения небесных тел, предложенная Ньютоном, не нуждалась в уточнениях ещё 200 лет, пока в 1859 году не было обнаружено едва заметное отклонение в движении Меркурия, которое в неё не укладывалось. Потребовалось создание Эйнштейном общей теории относительности (1915) с новым пониманием природы гравитации для того, чтобы это отклонение объяснить.

Фундаментальные открытия были сделаны Ньютоном и в оптике. Он не только заложил основы теории цвета, исследовав разложение белого света стеклянной призмой, но и в целом превратил оптику из бессистемного набора фактов в строгую экспериментальную науку. При этом от умозрительных рассуждений о природе света (волновой или корпускулярной) он последовательно воздерживался, предпочитая опытным путём исследовать его свойства. И всё-таки некоторые гипотезы им были сформулированы и оказались пророческими. Так он предсказал явление поляризации света, отклонение света под воздействием гравитации, а также взаимное превращение света и вещества.

В XVIII веке в самостоятельные области научных исследований обособляются основные естественные науки: физика, химия и биология. Наименование «физика», происходя от греческого «фьюсис, физис – природа», может, в принципе относится ко всей совокупности естественных (то есть, «о природе») наук, и в этих новых исторических условиях на её долю остается изучение наиболее общих законов природы, проявляющихся на любых уровнях ее организации. Но при этом превращениями веществ специально занимается химия, и химические законы, хотя и основываются на физических (ньютоновских) законах, но имеют ярко выраженную специфику. А изучением живых организмов занимается биология, и её законы, конечно, тоже имеют в основе механику Ньютона (Р. Декарт вообще считал животных неодушевленными автоматами), но проявляются так специфично, что должны исследоваться особым образом.

Становление химии и биологии как самостоятельных наук – главное научное событие XVIII века. Развитию химии, безусловно, способствовала промышленная революция: быстрый рост горнорудной промышленности, красильного производства, гончарного дела, обработки кож и других отраслей. Обширные сведения о свойствах и превращениях различных веществ были накоплены ещё в рамках средневековой алхимии, но теперь под воздействием методологий, выработанных в ньютоновской физике, исследования химических процессов приобретают научный характер. Если средневековая алхимия исходила из возможности превращения одних веществ в другие (заветной целью было научиться делать золото), то основополагающим для химии как науки стало понятие «химического элемента», введённое в XVII веке Робертом Бойльем (1627-1691), англо-ирландским натурфилософом, физиком, химиком и богословом.

В первой половине XVIII века для объяснении процессов горения была предложена теория флогистона: некой «сверхтонкой» огненной субстанции, которая содержится во всех горючих веществах и при горении отделяется от них. Будучи, конечно, ошибочной, эта теория, во-первых, удачно обобщала имеющиеся научные факты, а во-вторых, сыграла огромную роль с становлении научных методов экспериментальной химии. Она послужила стимулом к развитию количественного анализа сложных веществ, изучению газообразных продуктов горения и газов вообще.

Опровержение теории флогистона и создание кислородной теории горения (предполагающей, что процесс горения – это не отделение от вещества невесомого флогистона, а соединение вещества с кислородом) является заслугой великого химика Антуана Лавуазье (1743 – 1794). Его научные исследования завершили процесс превращения химии в науку с точными измерениями, количественными методами и экспериментальной базой. Лавуазье опытно доказал, что воздух (считавшийся испокон веков одним из простых элементов мира) является смесью различных газов, а вода (ещё один «элемент») – сложным по химическому составу веществом. Именно опыты по получению воды путём сжигания водорода и по окислению металлов водяным паром, когда на выходе обнаруживался водород, нанесли окончательный удар по теории флогистона. Как следствие это потребовало пересмотра всех основных принципов и понятий химии, её терминологии и теории вещества. В основу классификации веществ, предложенной Лавуазье были положены вместе с понятием простого вещества понятия окиси, кислоты и соли. Несмотря на некоторые неточности, эта классификация дала возможность на единой основе понять и систематизировать целые ряды различных веществ, известных в химической практике.

Этот период, последняя четверть XVIII века, получил название «химической революции», а Лавуазье, положивший ей начало, во время Великой Французской революции был казнён.

Закон сохранения вещества, сформулированный Лавуазье (около 1773 г.), был на несколько десятилетий раньше (1748 г.) открыт великим русским учёным Михаилом Васильевичем Ломоносовым (1711-1765). Он создал атомно-молекулярную теорию строения вещества, заложил основы физической химии, составив первый в мире её учебный курс. Ломоносов представлял собой яркий тип «возрожденческого человека»: помимо фундаментальных работ по различным областям физики (электричество, теория теплоты, оптика, теория газов), он известен исследованиями в области истории, географии и языкознания, теории стихосложения и ряда технических производств.

Важный вклад в дальнейшее развитие химии внёс Джон Дальтон (1766-1844), ему принадлежит заслуга введения понятия атомного веса, как одного из базовых свойств химического элемента. Он же предложил взять за единицу измерения атомного веса вес атома водорода.

XVIII век положил начало и научному подходу в исследовании живых организмов. Первым учёным-биологом по праву может быть назван шведский естествоиспытатель Карл Линней (1707-1778), который предложил тот принцип систематизации живых видов, который применяется и сейчас: каждый вид определяется через указание рода и видового отличия. Свой труд «Система природы» Линней опубликовал в возрасте 28 лет и, работая в этом направлении всю жизнь, переиздал двенадцать раз. Он описал около 4200 видов живых организмов. Именно Линней ввёл в оборот слово «биология». Вопросами происхождения живых видов задался Жан Ламарк (1744-1829). В своей книге «Философия зоологии» он высказывает идею постепенного изменения живых существ под воздействием окружающей среды. При этом он предполагает, что приобретённые организмом в течение жизни качества передаются по наследству. Огромным шагом вперёд для биологической науки явилось открытие клеточной структуры всего живого. Клетки в микроскоп наблюдал ещё в 1665 году сподвижник Ньютона Роберт Гук (1635-1703) и он же впервые употребляет слово «клетка», однако теория клеточного строения была разработана только в 1838 году немецкими биологами Теодором Шванном (1810-1882) и Маттиасом Шлейденом (1804-1881). Эта теория означала открытие единого принципа организации и функционирования всего живого на Земле.

В XVIII веке научная мысль обращается и к исследованию электрических явлений. М.В. Ломоносов, занимаясь исследованиями атмосферного электричества, развернул их от качественных наблюдений к количественным измерениям и через это – к формированию основ теории электричества. Первый электроизмерительный прибор был сконструирован им, совместно с Г.В. Рихманом, в 1745 году, этот «электрический указатель», снабжённый шкалой, давал возможность стабильного отслеживания электрических процессов в атмосфере при любой погоде. Независимо от русских учёных великий американский просветитель, ученый и государственный деятель Бенджамин Франклин (1706-1790) сконструировал громоотвод и предложил теорию электричества, построенную на понятии электрической материи, которая состоит из чрезвычайно малых частиц, способных «пронизывать» обыкновенную материю, которые к тому же не притягиваются друг к другу как частицы обычной материи, а отталкиваются. Франклин ввёл понятия «проводник» и «непроводник», имея в виду, что некоторые вещества способны пропускать эту «электрическую субстанцию», а другие неспособны. Шарль Кулон (1736-1806) с помощью изобретенных им крутильных весов установил в 1785 году основной закон электростатики, названный его именем. Математическая форма этого закона совпадает по структуре с формулой закона всемирного тяготения, только вместо масс тел в ней фигурируют электрические заряды. Дальнейшие исследования итальянских ученых Луиджи Гальвани (1737-1798) и Александро Вольта (1745-1827) возвестили о наступлении новой эпохи в развитии человечества – эпохи электричества.

Помимо качественно нового подхода к исследованию природы, XVIII век даёт начало развитию социально-гуманитарных наук. Во второй его половине зарождается политическая экономия. В фундаментальном труде Адама Смита (1723-1790) «О происхождении и причинах богатства народов» закладываются основания трудовой теории стоимости. Мысль о том, что источником богатства является труд, звучит для современного человека банально, но в XVIII веке это звучало революционно: труд из презренного занятия и «проклятия» становится в этой концепции основой жизни общества. При этом каждый человек, преследуя только свою собственную выгоду, «невидимой рукой» рынка направляется на обеспечение интересов общества. Причём, заботясь о своём собственном благополучии, человек служит обществу гораздо эффективнее, чем если бы он хотел служить ему сознательно.

На рубеже XVIII – XIX веков черты науки приобретает историческое знание. Мысль о том, что человек меняется в ходе истории, что любое явление или событие можно по-настоящему понять только в историческом контексте, то есть принцип историзма, постепенно завоёвывает общее признание. Клод Сен-Симон (1760-1825) предлагает понимать человеческое общество по аналогии с биологическим организмом. Любые общественные явления рассматриваются при этом как исторически обусловленные, рождающиеся и отмирающие в ходе исторического процесса. При этом он говорит не только о прогрессе разума (что было общим местом в идеологии Просвещения XVIII века), а об определяющей роли «индустрии» в объединении и прогрессе человечества.

Идеи Сен-Симона развил Огюст Конт (1798-1857), ставший родоначальником социологии. В своей книге «Курс позитивной философии» он говорит о трёх стадиях истории человеческого разума: теологической (познание мира ещё совершенно подчинено фантазиям и мифам), метафизической (сверхъестественные существа заменяются на философские понятия и принципы и у человека развивается критическое мышление) и позитивной (разум приобретает достаточною зрелость для правильного познания мира). Мировоззрение позитивизма отрицает необходимость религии и философии, считая их отжившими формами примитивного познания мира, – на их место должна прийти «позитивная наука».

После того как позитивными науками стали и физика, и химия, и биология, настал черёд превратить в позитивную науку знания об обществе, применив к нему уже выработанные научные методы. Для этой науки Конт придумал название «социология». Конт прямо проводит аналогии между явлениями и процессами в природе и в обществе. Особенно большую роль в его концепции играла аналогия общества с организмом: действительным субъектом жизни является не отдельные человек или группы, а человечество в целом как единый организм, «Великое Существо». Изучение устройства общества, «социальная статика» аналогично анатомии, а изучение того, как общество живёт и развивается, «социальная динамика» аналогично физиологии. В своём дальнейшем развитии социология избавилась от таких прямолинейных параллелей.

Ярким явлением социально-исторической мысли XIX века стала книга Николая Яковлевича Данилевского (1822 – 1885) «Россия и Европа» (1871), в которой предложена концепция «культурно-исторических типов». Согласно Данилевскому, история человечества не представляет собой единого цельного процесса, она состоит из локальных историй отдельных цивилизаций, каждая из которых является уникальным культурно-историческим организмом, проходящим последовательно стадии зарождения, развития, расцвета, угасания и смерти.

Далее: Становление неклассической науки