По ссылке http://moyka-moyka.ru/ химия для бесконтактной мойки в Москве.
    Главная
    Теория познания
    Динамика науки
    Контакты

Постнеклассическая наука

Постнеклассическая наука формируется в 70-х годах XX в. Этому способствуют революция в хранении и получении знаний (компьютеризация науки), невозможность решить ряд научных задач без комплексного использования знаний различных научных дисциплин, без учета места и роли человека в исследуемых системах. Так, в это время развиваются генные технологии, основанные на методах молекулярной биологии и генетики, которые направлены на конструирование новых, ранее в природе не существовавших генов. На их основе, уже на первых этапах исследования, были получены искусственным путем инсулин, интерферон (защитный белок) и т.д. Основная цель генных технологий - видоизменение ДНК. Работа в этом направлении привела к разработке методов анализа генов и геномов (совокупность генов, содержащихся в одинарном наборе хромосом), а также их синтеза, т.е. конструирование новых генетически модифицированных организмов. Разработан принципиально новый метод, приведший к бурному развитию микробиологии - клонирование.
  Внесение эволюционных идей в область химических исследований привело к формированию нового научного направления - эволюционной химии. Так, на основе ее открытий, в частности разработки концепции саморазвития открытых каталитических систем, стало возможным объяснение самопроизвольного (без вмешательства человека) восхожде ния от низших химических систем к высшим.
 Наметилось еще большее усиление математизации естествознания, что повлекло увеличение уровня его абстрактности и сложности. Так, например, развитие абстрактных методов в исследованиях физической реальности приводит к созданию, с одной стороны, высокоэффективных теорий, таких как электрослабая теория Салама-Вайнберга, квантовая хромодинамика, "теория Великого Объединения", суперсимметричные теории, а с другой - к так называемому "кризису" физики элементарных частиц. Так, американский физик М. Гутцвиллер в 1994 г. писал: "Несмотря на все обещания, физика элементарных частиц превратилась в кошмар, несмотря на ряд глубоких интуитивных прозрений, которые мы эксплуатировали некоторое время. Неабелевы поля известны 40 лет, кварки наблюдались 25 лет назад, а гармоний открыт 20 лет назад. Но все чудесные идеи привели к моделям, которые зависят от 16 открытых параметров... Мы даже не можем установить прямые соответствия с массами элементарных частиц, поскольку необходимая для этого математика слишком сложна даже для современных компьютеров... Но даже когда я пытаюсь читать некоторые современные научные статьи или слушаю доклады некоторых своих коллег, меня не оставляет следующий вопрос: имеют ли они контакт с реальностью? Разрешите мне в качестве примера привести антиферромагнетизм, который снова популярен после открытия сверхпроводящих медных окислов Сверхизощренные модели антиферромагнетизма были предложены и разработаны чрезвычайно тщательно людьми, которые ни разу не слышали, да и слышать не хотят, о гематите (красный железняк-минерал подкласса простых окислов), или о том, что, как каждый знает, называется ржавым гвоздем".
  Развитие вычислительной техники связано с созданием микропроцессоров, которые были положены также в основание создания станков с программным управлением, промышленных роботов, для создания автоматизированных рабочих мест, автоматических систем управления.
  Прогресс в 80 - 90-х гг. XX в. развития вычислительной техники был вызван созданием искусственных нейронных сетей, на основе которых разрабатываются и создаются нейрокомпьютеры, обладающие возможностью самообучения в ходе решения наиболее сложных задач. Большой шаг вперед сделан в области решения качественных задач. Так, на основе теории нечетких множеств создаются нечеткие компьютеры, способные решать подобного рода задачи. А внесение человеческого фактора в создание баз данных привело к появлению высокоэффективных экспертных систем, которые составили основу систем искусственного интеллекта.

Поскольку объектом исследования все чаще становятся системы, экспериментирование с которыми невозможно, то важнейшим инструментом научно-исследовательской деятельности выступает математическое моделирование. Его суть в том, что исходный объект изучения заменяется его математической моделью, экспериментирование с которой возможно при помощи программ, разработанных для ЭВМ. В математическом моделировании видятся большие эвристические возможности, так как "математика, точнее математическое моделирование нелинейных систем, начинает нащупывать извне тот класс объектов, для которых существуют мостики между мертвой и живой природой, между самодостраиванием нелинейно эволюционирующих структур и высшими проявлениями творческой интуиции человека"
               На базе фундаментальных знаний быстро развиваются сформированные в недрах физики микроэлектроника и наноэлектроника. Электроника - наука о взаимодействии электронов с электромагнитными полями и о методах создания электронных приборов и устройств, используемых для передачи информации. И если в начале XX в. на ее основе было возможно создание электронных ламп, то с 50-х гг. развивается твердотельная электроника (прежде всего полупроводниковая), а с 60-х гг. - микроэлектроника на основе интегральных схем. Развитие последней идет в направлении уменьшения размеров, содержащихся в интегральной схеме элементов до миллиардной доли метра - нанометра (нм), с целью применения при создании космических аппаратов и компьютерной техники.
                Еще раз повторим, что все чаще объектами исследования становятся сложные, уникальные, исторически развивающиеся системы, которые характеризуются открытостью и саморазвитием. Среди них такие природные комплексы, в которые включен и сам человек - так называемые "человекоразмерные комплексы"; медико-биологические, экологические, биотехнологические объекты, системы "человек-машина", которые включают в себя информационные системы и системы искусственного интеллекта и т.д. С такими системами осложнено, а иногда и вообще невозможно экспериментирование. Изучение их немыслимо без определения границ возможного вмешательства человека в объект, что связано с решением ряда этических проблем.

                     Поэтому не случайно на этапе постнеклассической науки преобладающей становится идея синтеза научных знаний - стремление построить общенаучную картину мира на основе принципа универсального эволюционизма, объединяющего в единое целое идеи системного и эволюционного подходов. Концепция универсального эволюционизма базируется на определенной совокупности знаний, полученных в рамках конкретных научных дисциплин (биологии, геологии и т.д.) и вместе с тем включает в свой состав ряд философско-мировоззренческих установок. Часто универсальный, или глобальный, эволюционизм понимают как принцип, обеспечивающий экстраполяцию эволюционных идей на все сферы действительности и рассмотрение неживой, живой и социальной материи как единого универсального эволюционного процесса.
Системный подход внес новое содержание в концепцию эволюционизма, создав возможность рассмотрения систем как самоорганизующихся, носящих открытый характер. Как отмечал академик Никита Николаевич Моисеев, все происходящее в мире можно представить как отбор и существуют два типа механизмов, регулирующих его:
1) адаптационные, под действием которых система не приобретает принципиально новых свойств;
2) бифуркационные, связанные с радикальной перестройкой системы.
Моисеев предложил принцип экономии энтропии, дающий "преимущества" сложным системам перед простыми. Эволюция может быть представлена как переход от одного типа самоорганизующейся системы к другой, более сложной. Идея принципа универсального эволюционизма основана на трех важнейших концептуальных направлениях в науке конца XX в.:

1) теории нестационарной Вселенной;
2) синергетике;
3) теории биологической эволюции и развитой на ее основе концепции биосферы и ноосферы.

Модель расширяющейся Вселенной, существенно изменила представления о мире, включив в научную картину мира идею космической эволюции. Теория расширяющейся Вселенной испытала трудности при попытке объяснить этапы космической эволюции от первовзрыва до мировой секунды после него. Ответы на эти вопросы даны в теории раздувающейся Вселенной, возникшей на стыке космологии и физики элементарных частиц.
В основу теории положена идея "инфляционной фазы" - стадии ускоренного расширения. После колоссального расширения в течение невероятно малого отрезка времени установилась фаза с нарушенной симметрией, что привело к изменению состояния вакуума и рождению огромного числа частиц. Несимметричность Вселенной выражается в преобладании вещества над антивеществом и обосновывается "великим объединением" теории элементарных частиц с моделью раздувающейся Вселенной. На этой основе удалось описать слабые, сильные и электромагнитные взаимодействия при высоких энергиях, а также достичь прогресса в теории сверхплотного вещества. Согласно последней, возникла возможность обнаружить факт, состоящий в том, что при изменении температуры в сверхплотном веществе происходит ряд фазовых переходов, во время которых меняются свойства вещества и свойства элементарных частиц, составляющих это вещество. Подобного рода фазовые переходы должны были происходить при охлаждении расширяющейся Вселенной вскоре после "Большого взрыва". Таким образом, устанавливается взаимосвязь между эволюцией Вселенной и процессом образования элементарных частиц, что дает возможность утверждать - Вселенная может представлять уникальную основу для проверки современных теорий элементарных частиц и их взаимодействий .
Следствием теории раздувающейся Вселенной является положение о существовании множества эволюционно развивающихся вселенных, среди которых, возможно, только наша оказалась способной породить такое многообразие форм организации материи. А возникновение жизни на Земле обосновывается на основе антропного принципа, устанавливающего связь существования человека (как наблюдателя) с физическими параметрами Вселенной и Солнечной системы, а также с универсальными константами взаимодействия и массами элементарных частиц. Данные космологии, полученные в последнее время, дают возможность предположить, что потенциальные возможности возникновения жизни и человеческого разума были заложены уже в начальных стадиях развития Метагалактики, когда формировались численные значения мировых констант, определившие характер дальнейших эволюционных изменений.
Вторым концептуальным положением, лежащим в основе принципа универсального эволюционизма, явилась теория самоорганизации – синергетика. Ее характеризуют, используя следующие ключевые слова: самоорганизация, стихийно-спонтанный структурогенез, нелинейность, открытые системы. Синергетика изучает открытые, т.е. обменивающиеся с внешним миром, веществом, энергией и информацией системы. В синергетической картине мира царит становление, обремененное многовариантностью и необратимостью. Бытие и становление объединяются в одно понятийное гнездо. Время создает или, иначе выражаясь, выполняет конструктивную функцию.
Нелинейность предполагает отказ от ориентаций на однозначность и унифицированность, признание методологии разветвляющегося поиска и вариативного знания.
Понятие синергетики получило широкое распространение в современных научных дискуссиях и исследованиях последних десятилетий в области философии науки и методологии. Сам термин имеет древнегреческое происхождение и означает содействие, соучастие или содействующий, помогающий. Следы его употребления можно найти еще в исихазме - мистическом течении Византии. Наиболее часто он употребляется в контексте научных исследований в значении: согласованное действие, непрерывное сотрудничество, совместное использование.

1973 г. - год выступления немецкого ученого Германа Хакена (род.1927) на первой конференции, посвященной проблемам самоорганизации, положил начало новой дисциплине и считается годом рождения синергетики. Хакен обратил внимание на то, что корпоративные явления наблюдаются в самых разнообразных системах, будь то астрофизические явления, фазовые переходы, гидродинамические неустойчивости, образование циклонов в атмосфере и т.д. В своей классической работе "Синергетика" он отмечал, что во многих дисциплинах, от астрофизики до социологии, мы часто наблюдаем, как кооперация отдельных частей системы приводит к макроскопическим структурам или функциям. Синергетика в ее нынешнем состоянии фокусирует внимание на таких ситуациях, в которых структуры или функции систем переживают драматические изменения на уровне макромасштабов. В частности, ее особо интересует вопрос о том, как именно подсистемы или части производят изменения, всецело обусловленные процессами самоорганизации. Парадоксальным казалось то, что при переходе от неупорядоченного состояния к состоянию порядка все эти системы ведут себя схожим образом.
Хакен объясняет, почему он назвал новую дисциплину синергетикой следующим образом. Во-первых, в ней "исследуется совместное действие многих подсистем... в результате которого на макроскопическом уровне возникает структура и соответствующее функционирование". Во-вторых, она кооперирует усилия различных научных дисциплин для нахождения общих принципов самоорганизации систем. Г. Хакен подчеркнул, что в связи с кризисом узкоспециализированных областей знания информацию необходимо сжать до небольшого числа законов, концепций или идей, а синергетику можно рассматривать как одну из подобных попыток. По мнению ученого, существуют одни и те же принципы самоорганизации различных по своей природе систем, от электронов до людей, а значит, речь должна вестись об общих детерминантах природных и социальных процессов, на нахождение которых и направлена синергетика.
Неоценим вклад в развитие этой науки Ильи Романовича Пригожина (1917-2003) – русско-бельгийского (из семьи русских эмигрантов) ученого, лауреата Нобелевской премии (отметим, что Пригожин  как правило термин «синергетика» не использовал). Пригожин на основе своих открытий в области неравновесной термодинамики показал, что в неравновесных открытых системах возможны эффекты, приводящие не к возрастанию энтропии и стремлению термодинамических систем к состоянию равновесного хаоса, а к "самопроизвольному" возникновению упорядоченных структур, к рождению порядка из хаоса. Синергетика изучает когерентное, согласованное состояние процессов самоорганизации в сложных системах различной природы. Для того, чтобы было возможно применение синергетики, изучаемая система должна быть открытой и нелинейной (нелинейность выражается в том, что одни и те же изменения вызывают разные изменения – допустим если взять наше самчувствие, то изменение температуры от 18 до 23 градусов в аудитории, скажется не столь значительно как, допустим изменение от 30 градусов до 35). Система также должна состоять из множества элементов и подсистем (электронов, атомов, молекул, клеток, нейронов, органов, сложных организмов, социальных групп и т.д.), взаимодействие между которыми может быть подвержено лишь малым флуктуациям, незначительным случайным изменениям, и находиться в состоянии нестабильности, т.е. - в неравновесном состоянии.

Синергетика использует математические модели для описания нелинейных процессов самоорганизации. Синергетика устанавливает, какие процессы самоорганизации происходят в природе и обществе, какого типа нелинейные законы управляют этими процессами и при каких условиях, выясняет, на каких стадиях эволюции хаос может играть позитивную роль, а когда он нежелателен и деструктивен.

Однако применение синергетики в исследовании социальных процессов ограничено в некоторых отношениях:
1. Удовлетворительно поняты, с точки зрения синергетики, могут быть только массовые процессы. Поведение личности, мотивы ее деятельности, предпочтения едва ли могут быть объяснены с ее помощью, так как она имеет дело с макросоциальными процессами и общими тенденциями развития общества. Она дает картину макроскопических, социоэкономических событий, где суммированы личностные решения и акты выбора индивидов. Индивид же, как таковой, синергетикой не изучается.

2. Синергетика не учитывает роль сознательного фактора духовной сферы, так как не рассматривает возможность человека прямо и сознательно противодействовать макротенденциям самоорганизации, которые присущи социальным сообществам.

3. При переходе на более высокие уровни организации возрастает количество факторов, которые участвуют в детерминации изучаемого социального события, в то время как синергетика применима к исследованию таких процессов, которые детерминированы небольшим количеством фактов.