Глава 1 .НАУЧНАЯ МЕТОДОЛОГИЯ
«Цель науки - прогноз».
АЛ.Чижевский. Эхо солнечных бурь
«Наука, задача которой состоит в понимании природы, должна исходить из предположения возможности этого понимания и согласно этому положению должна делать свои выводы и заключения».
Г.Гельмгольц. Фарадеевская речь
«Надо любить истину так, чтобы всякую минуту быть готовым, узнав высшую истину, отречься от всего того, что прежде считал истиной».
Лев Толстой. «Исповедь»
1.1. Цели естествознания. Принцип познаваемости природы
Прежде чем говорить о методологии какой-либо общей теории естествознания, необходимо ответить на вопрос о целях естествознания. Уточнение цели необходимо потому, что тот или иной ответ определяет в значительной степени методологию всей науки.
Известны высказывания, когда целью естествознания объявлялась возможность прикладных использований полученных достижений науки. Существуют иные мнения, согласно которым задачей науки является получение функциональных (математических) зависимостей, экстраполирующих полученные экспериментальные результаты и объявляемых далее «законами» материального мира.
Однако есть основания утверждать, что указанные мнения являются явно недостаточными и даже неправильными. В самом деле, объявление прагматических целей как первоочередных и единственных неминуемо приводит к тому, что собственно познание природы отодвигается на второй план или снимается совсем, в результате чего и прикладные достижения оказываются поверхностными и случайными. Как показывает опыт, наибольшие практические результаты лежат на стыке наук, а для этого необходимо изучение областей, казалось бы, не имеющих отношения к поставленной прикладной задаче. Это требует более широкого подхода, изучения многих направлений, а главное, понимание сути процессов, лежащих в основе изучаемых явлений. Получается, что реальная максимальная отдача находится в противоречии с идеей быстрого получения прикладного результата.
Функциональные зависимости, полученные на основе обобщения результатов многих экспериментов, могут оказаться весьма полезными и даже трактоваться как природный «закон», как это произошло, например, с Законом «всемирного» тяготения Ньютона. Однако отсутствие понимания природы явления приводит к идеализации закона и его распространению далеко за пределы той области, в которой он может быть использован. Так, распространение закона Ньютона на всю Вселенную привело к так называемому гравитационному парадоксу. Оказалось
также, что не все небесные тела строго подчиняются закону Ньютона даже в пределах Солнечной системы. Например, имеются трудности в объяснении смещения перигелия Меркурия, а также в объяснении движения планеты Плутон. Непонимание внутренней сути явлений приводит к тому, что сами явления понимаются поверхностно, и это не только не позволяет использовать в полной мере заложенные в них возможности, но даже описать их математически с необходимой полнотой.
Таким образом, ни прикладные, ни описательные цели не могут являться главными для естествознания. Главной целью естествознания является изучение объективных законов природы на основе понимания физической сущности явлений, их внутреннего механизма.
Однако при этом возникает вопрос, возможно ли такое понимание в принципе.
Как известно, каждый предмет и каждое явление имеют бесчисленное множество свойств. Количественно охарактеризовать каждое свойство можно лишь с определенной точностью. Учесть все свойства даже одного предмета или одногЬ явления невозможно, так же, как и нельзя даже одно свойство оценить с абсолютной точностью, т.е. с нулевой погрешностью. Поэтому любое описание предмета или его физическая модель всегда приближенны, так же, как и численная характеристика каждого его свойства. Это значит, что полностью ни один предмет и ни одно явление мы знать не будем никогда. Всегда из всей совокупности свойств будет учитываться только некоторая их часть, а эта часть будет исследоваться с определенной погрешностью.
Тем не менее это не означает непознаваемости природных явлений. Их всегда можно будет узнать с должной степенью достоверности применительно к конкретной цели исследования, выделив из совокупности всех свойств те, которые существенны для конкретной решаемой задачи, и с той допустимой погрешностью, величина которой определена условиями задачи. Но по мере усложнения задач, увеличения их числа и разнообразия, роста требований к точности исследователь вынужден все более углубляться в предмет исследования, усложнять инструментарий, повышать требования к точности, и этот процесс бесконечен. На каждом этапе мы получаем лишь часть знаний о предмете, но если исследования носят объективный и систематический характер, то по крайней мере часть знаний будет истинной, а часть - недостаточной. Следовательно, всякая истина относительна и зависит от цели исследования. Но это означает принципиальную познаваемость природных явлений, хотя на каждом этапе и неполную познаваемость.
Основной линией развития всего естествознания и физики, в частности, на всех этапах и уровнях развития может явиться только все более глубокое понимание природных явлений. А что такое понять или объяснить явление?
Понять явление совсем не означает дать ему адекватное математическое описание, как это часто указывается в методической литературе (например, когда предполагается, что общая теория относительности «объясняет» гравитацию, поскольку она описывает это явление в тензором виде). Математическое, функциональное описание никаким образом не вскрывает ни причин существования в природе этого явления, ни природы явления. На самом деле, объяснить явление - означает объяснить его природу, объяснить причины, по которым это явление существует и по которым оно ведет себя именно так, а не иначе. А это означает необходимость:
