|
|
|
|
|
|
||
Мир стоит на пороге грандиозных социальных перемен - по существу, мы являемся свидетелями рождения нового цивилизационного уклада, в котором принципиально иной будет сфера труда, управления, образования, досуга. По мнению американского философа и социолога Э.Тоффлера [16] развитие науки и техники осуществляется волнами; таких волн он насчитывает три - на смену первой волне (аграрная цивилизация) и второй (индустриальная цивилизация) приходит новая третья по счету волна, ведущая к созданию сверхиндустриальной цивилизации, которая несет с собой новые институты, отношения, ценности. Грядущий мир будет базироваться на электронике, ЭВМ, космическом производстве, использовании глубин океана и биоиндустрии, пароль этой цивилизации - информация. Информатизация общества преобразит технологию, политику, образование, семью.
В разные периоды развития цивилизации менялись научные парадигмы, система образования, отношения в обществе. Заметим, что образование играет подчиненную роль по отношению к науке: - сложилась однонаправленная зависимость наука 
образование практика.
В патриархальный (аграрный) период цивилизации (первая волна) образованию была присуща индивидуальность. Места обучения были сосредоточены в Университетах, философских школах, храмах, монастырях и применяемый метод образования укладывался в схему "ученик чародея".
Начало индустриальной цивилизации (вторая волна) обязано развитию механики XVII - XVIII веков и связано с именами Галилея, Кеплера, Коперника и др., а наиболее яркое выражение получило в работах Ньютона.
Как показано в первой главе, модель мира и научная парадигма XVIII века вкратце сводились к следующим положениям:
Ученые того времени были убеждены, что если задать законы движения (законы Ньютона), начальные координаты и скорости тел, то поведение системы полностью предопределено и известны заранее прошлая и будущая траектории тела. Мир как бы является грандиозным часовым механизмом, который однажды был заведен, и Вселенная развивается по вполне фаталистическим детерминистским законам. В таком мире нет места случайности, а необратимость и вероятность было принято связывать с неполнотой знания.
Научное познание базировалось в этот период на следующих мировоззренческих и методологических принципах: механицизм, рационализм, детерминизм, редукционизм, линейность.
Механицизм означает, что все явления природы пытались объяснить или свести к механическим процессам. Принято считать родоначальником рационализма английского философа и общественного деятеля Ф.Бэкона, который провозгласил в начале XVII века основу научного метода: "приобретенные знания опираются на эксперимент".
Редукционизм предполагал сведение сложных систем к анализу отдельных ее составляющих элементов и их взаимодействий.
Детерминизм связан с причинно-следственным принципом. Физический мир описывался линейными уравнениями.
Эти принципы оказали определяющее влияние на систему образования, т. е. форму освоения знания, изложение материала, организационных принципов образования [2].
В частности предполагалось, что человек в этом мире накапливает знания, познает природу, постепенно увеличивая число относительных истин, и двигается по асимптоте к истине абсолютной. Полученные знания, как показала история, обеспечивали господство Человека над Природой.
Такая картина мира сложилась в конце XVIII века - века Просвещения. Но, как всегда бывает в истории науки, благополучие длилось не очень долго, и на голубом небе науки появились первые облака. Как отмечается во второй главе, в начале XIX века в мире начинается промышленная революция. На предприятиях все чаще встречаются паровые машины, которые сулят миру промышленный переворот, т. к. дают новый мощный источник энергии. Вместо энергии ветра, воды, мускульной силы становится возможным применять энергию паровых машин. Усилиями талантливых инженеров сами машины появились на свет намного раньше науки, описывающей тепловые явления - термодинамики. Появление последней связано с именем молодого французского инженера Сади Карно, который показал, что не все количество тепла может быть превращено в работу, часть его обязательно теряется; было найдено выражение для предельного значения КПД тепловой машины, которое меньше 100%. Таким образом, тепловой машине присуща некоторая внутренняя неэффективность, которая нашла количественную оценку во втором начале термодинамики.
В дальнейшем немецкий физик Клаузиус в 1864 году ввел в обиход весьма странную и непонятную величину - энтропию S=
Q/T, равную отношению переданного телом тепла Q к его абсолютной температуре. Физический смысл этой величины был долгое время не ясен, а поведение ее странно, т. к. она обладала редким свойством только расти. Есть еще лишь одна физическая величина, обладающая подобным свойством - время.
В конце XIX века австрийский физик Л.Больцман показал, что макроскопическая величина - энтропия - связана с микроскопическим параметром - движением молекул, а последнее стремится перейти от состояний менее вероятных к состояниям более вероятным (еще одна формулировка второго начала термодинамики). А наиболее вероятным состоянием частиц является стремление их к равномерному распределению в пространстве.
В этом состояла загадка роста энтропии, но ясность в этом вопросе привела к новой проблеме: если второе начало термодинамики применить ко Вселенной, то оказывается, что Вселенную ожидает тепловая смерть. В этом состоянии в природе исчезают все градиенты (температур, давлений, энергии и т. д.), и она превращается в серый однородный хаос, возможны только некоторые отклонения от такого состояния благодаря флуктуациям.
Этот вывод вызвал целую бурю критики в научном мире, но выводы Больцмана были столь безукоризненны, что долгое время проблема тепловой смерти Вселенной была до конца не выясненной, и, только в конце XX, века она получила свое разрешение.
С приходом в физику понятия вероятности пришлось пересмотреть сложившиеся в XVIII веке представления о детерминизме и случайности. Случайность в XIX веке в науку вошла не только из физики, но и из биологии, т. е. из дарвинского учения об эволюции. Из него следует, что эволюция в биологическом мире происходит по схеме изменчивость, отбор, наследственность. Изменчивость во многом определяется случайными явлениями.
В течение XIX века были достигнуты крупные успехи в изучении явлений электричества, магнетизма, электромагнетизма. Природа этих явлений была изучена группой экспериментаторов (Омом, Био, Саваром, Ампером, Фарадеем) и обобщена английским физиком Максвеллом в электромагнитной теории поля. В науку вошли представления о новой форме материи - полевой- и втором - электромагнитном - взаимодействии в Природе. XIX век замечателен также и в других областях науки, в частности в генетике.
Итак, к концу XIX века представления о природе значительно расширились, а именно: материя была представлена в двух формах - полевой и корпускулярной, железный детерминизм XVIII века был значительно смягчен и случай прирбрел статус научной категории.
В новом XX веке естествоиспытателей ждали очередные сюрпризы, которые вошли в историю как научная революция. Трудности возникли при попытке объяснить тепловое излучение нагретого тела, это явление было тщательно изучено экспериментаторами, но никак не поддавалось теоретическому описанию. Для решения этой задачи немецкий физик Планк в 1900 году ввел гипотезу о квантах энергии, т. е. предположил, что энергия не может передаваться непрерывно какими угодно долями, а только вполне определенными порциями - квантами энергии. Эта гипотеза противоречила господствующим представлениям, казалась дикой, но сравнительно быстро вошла в обиход физиков, нашла блестящее экспериментальное подтверждение и легла в основу нового направления физики - квантовой физики.
В это же время, благодаря трудам немецкого физика А.Эйнштейна были созданы общая и специальная теории относительности, согласно которой три основные параметра природы - материя пространство и время, независимые параметры, как считали в XVIII и XIX веках, а взаимозависимые.
Теория относительности и квантовая физика составили существо новой физики, нового взгляда на мир.
В начале XX века в физике были сделаны новые открытия, в том числе расширилось число фундаментальных взаимодействий: наряду с известными дальнодействующими взаимодействиями - электромагнитным и гравитационным - стали известны два короткодействующих взаимодействия - сильное и слабое. В шестой главе показано, как американский специалист в области связи Шеннон развил теорию информации; усилиями американского физика Винера возникла новая наука - кибернетика. Ошеломляющие открытия были сделаны в биологии. Вслед за наукой удивительные изменения произошли в технике, медицине и т. д.
Человечество пришло к миру, в котором вошли в быт атомная энергетика, космическая и ракетная техника, кибернетика, лазер, компьютер, чудеса современной химии, бактериологии и биологии.
Но в средине XX века произошло еще одно событие, последствия которого пока только осмысливаются: дальнейшее развитие термодинамики привело к появлению термодинамики открытых систем, или неравновесной термодинамики (глава третья).
В 40-х годах появилась работа норвежского исследователя Онзагера и бельгийского физика Пригожина, которые показали, что в открытых системах возможен такой ход процессов, при котором энтропия системы может уменьшаться, т. е. система спонтанно от хаотических состояний может переходить к упорядоченным. За эти работы им в 1977 году была присуждена Нобелевская премия, а новая наука получила название синергетики (глава четветая). В ней рассматриваются различные кооперативные процессы, которые иногда называют согласованными, или когерентными. В связи с этим возможен вопрос, что же определяет развитие системы, конкуренция ее элементов или, наоборот, их согласованное действие (взаимоСОдействие). Появилось новое определение системы, предложенное выдающимся русским физиологом П.К.Анохиным: "Системой можно назвать только такой комплекс избирательно вовлеченных элементов, у которых взаимное действие и взаимоотношения принимают характер взаимоСОдействия компонентов на получение фиксированного полезного результата".
Очень сжато можно определить сущность синергетики с помощью триады - нелинейность, когерентность, открытость (глава пятая). Синергетика пока еще только становится на ноги, это молодая наука, но она уже заставляет пересмотреть сложившуюся картину мира, ведет к существенному изменению научной парадигмы постиндустриальной цивилизации.
Старая научная парадигма, сложившаяся за триста лет развития современной науки, как уже отмечалось, кратко может быть охарактеризована словами рационализм, детерминизм, редукционизм, линейная математика. Синергетика, приводит к иной схеме познания и описания Природы. В ее основе лежат универсальный эволюционизм, сочетание детерминизма и стохастичности, холизма и редукционизма, нелинейный математический аппарат. Прежде всего, в синергетике подчеркивается, что в единой Природе должны соблюдаться единые законы Эволюции. Это положение существенно расширяет границы рационалистического взгляда на Природу, и получило название универсального эволюционизма. Развитие подчиняется как детерминистическим, так и стохастическим законам, для гармонического состояния требуется определенное сочетание того и другого (смотрите главу седьмую).
Остановимся еще раз на редукционизме, который сводил изучение сложных систем к анализу отдельных ее составляющих и их взаимодействия. Этот метод является важнейшим этапом не только в истории науки, но и индустриальной цивилизации. Но такой подход оказался не универсальным - формирование коллективного поведения элементов (когерентность элементов) и образование из них системы требует другого методического подхода, получившего название холистического (целостного).
В процессе эволюции система рано или поздно переходит из устойчивого в неустойчивое состояние, т. е. проходит через точку бифуркации, из которой она может перейти или еще к более хаотическим состояниям, или к новым структурным образованьям. Такие системы Пригожин назвал диссипативными структурами. Они обладают свойствами когерентности, т. е. ведут себя как единое целое и структурируются так, как если бы, например, каждая входящая в систему молекула, была "информирована" о состоянии системы в целом. Отметим, что исследование этих систем требует применения нелинейного математического аппарата (глава седьмая).
Постиндустриальная цивилизация по-видимому будет базироваться на обсуждавшихся выше принципах. В литературе последнего десятилетия двадцатого века все настойчивее звучит мысль о возможности существования в Природе новых фундаментальных взаимодействий. В частности, и в течение почти ста лет создавалась теория спин-торсионных взаимодействий. Эти работы берут свое название от французского математика Картана, далее нашли свое развитие в трудах профессора Оксфорда Р.Пенроуза и трудах российского физика Г.И.Шипова [17]. Утверждается, что торсионное взаимодействие обладает удивительными свойствами: его скорость значительно превосходит скорость света, оно обладает существенно проникающими свойствами, способно хранить и переносить информацию без затрат энергии, торсионные поля могут формировать устойчивые информационные структуры и т. д. Если это соответствует действительности, то научная парадигма еще раз претерпит коренное изменение, а это повлечет и новые технологию, философию, устройство жизни. Одним словом постиндустриальный может принести нам много неожиданностей...