Возникновение неклассической науки.

Зарождение неклассической науки (в отношении к классической механике И. Ньютона) в рамках исследований Майкла Фарадея (1791-1867) и Джеймса Максвелла (1831-79).

Основные достижения М. Фарадея:

1. раскрытие химического действия электрического тока;

2. выделение взаимосвязи между электричеством и магнетизмом, магнетизмом и светом.

3. обнаружение электромагнитной индукции (порождение электрического тока в проводнике под действием магнитного поля; на это явление опирается электротехника);

4. формулировка законов электролиза (т.е. разложения вещества на составные части при прохождении через него электрического тока; общая математическая запись законов: m = (A/F)∙q – k∙q, где F – постоянная Фарадея, k = A/F – электрохимический эквивалент):

4.1. массы m превращенных веществ пропорциональны количеству прошедшего через электролит электричества q;

4.2. массы m превращенных веществ пропорциональны химическому эквиваленту A вещества;

5. открытие парамагнетизма (свойств вещества намагничиваться во внешнем магнитном поле в направлении поля; парамагнетизмом обладают вещества (парамагнетики), атомы (ионы) которых имеют магнитный момент, но в которых отсутствует самопроизвольная намагниченность) и диамагнетизма (состояний вещества, при которых намагниченность его направлена навстречу вызывающему это состояние внешнему магнитному полю, что приводит к отталкиванию этих веществ от полюсов магнита; диамагнетизм присущ всем веществам, но он может перекрываться другими видами магнетизма);

6. выявление вращения плоскости поляризации света в магнитном поле (так называемый «эффект Фарадея»);

7. доказательство тождественности различных видов электричества;

8. разработка понятий электрического и магнитного поля;

9. введение идеи электромагнитных волн (экспериментально установлены Генрихом Рудольфом Герцем в 1886-89).

Основные результаты исследований Дж. Максвелла, которые он получил, опираясь на идеи М. Фарадея:

1. создание теории электромагнитного поля (уравнения Максвелла, например в Гауссовой системе единиц:

1.1. rot H – 1/c∙∂D/∂t = 4∙π/c∙j;

1.2. rot E + 1/c∙∂B/∂t = 0;

1.3. div D = 4∙π∙ρ;

1.4. div B = 0

здесь ρ – плотность стороннего электрического заряда (в единицах СИ – Кл/м³)

j – плотность электрического тока (в единицах СИ – А/м²)

E – напряжённость электрического поля (в единицах СИ – В/м)

H – напряжённость магнитного поля (в единицах СИ – А/м)

D – электрическая индукция (в единицах СИ – Кл/м²)

B – магнитная индукция (в единицах СИ – Тл = Вб/м²= кг·с^-2·А^-1)

rot – дифференциальный оператор ротора;

div – дифференциальный оператор дивергенции;

2. введение понятия о токе смещения;

3. выдвижение идеи электромагнитной природы света;

4. исследование вязкости, диффузии и теплопроводности газов;

5. доказательство того, что кольца Сатурна состоят из отдельных тел;

6. разработки в области цветного зрения и колориметрии (диск Максвелла), оптики (эффект Максвелла), теории упругости (теорема Максвелла, диаграмма Максвелла–Кремоны), термодинамики.

Цепь открытий конца 19 века, окончательно поставивших под сомнение завершенность системы классической физики и доказавших необходимость экспериментальной разработки принципиально новых областей:

1. обнаружение Вильгельмом Рентгеном Х–излучения (1895);

2. выявление естественной радиоактивности Анри Беккерелем (1896);

3. открытие Джозефом Томсоном первой элементарной частицы электрона (1897).

Значение неклассической науки в общей истории науки

Признаки неклассической науки:

1. усиление математизации физики, ограничение наглядности мира природы;

2. относительность объекта к средствам и операциям деятельности;

3. зависимость истинности знания от конкретного метода его получения (отрицание представления об единственно верном способе познания).

В рамках неклассической науки осуществляется следующая трансформация смысла и целей научного исследования:

Ставится под вопрос классическое понимание знания как «копии реальности» (в частности, в работах Э. Маха), которое связано с:

1. возникновением в 19 веке неевклидовых геометрий (Карл Фридрих Гаусс, Николай Иванович Лобачевский, Георг Фридрих Бернхард Риман), которые раскрыли принципиальную возможность построения различных картин мира, не сводимых одна к другой, но описывающих одну и ту же действительность:

1.1. по Лобачевскому, через точку, не принадлежащую прямой линии, можно провести, по крайней мере, две прямые линии, не пересекающие исходную прямую;

1.2. по Гауссу обнаруживаются особые «внутренние» свойства поверхности, которые не зависят от кривизны поверхности и не меняют длин линий на этой поверхности;

1.3. по Риману, во многом продолжившему исследования Гаусса и предложившему идею об n-мерном пространстве, геометрия Евклида справедлива только в малых областях (в отношении двухмерного пространства);

2. появлением в начале 20 века направлений исследований, которые:

2.1. расширяют классические представления (это исследования в области релятивистской и квантовой механики, работы в области языкознания и культурологии);

2.2. проблематизируют саму идею единственно верного способа понимания мира природы и человека.

В рамках этого процесса классический универсум, замкнутый и статичный, постепенно теряет свои строгие границы, приобретая на различных этапах такие виды, как:

1. образ релятивистской системы, в рамках которой принципиально ставится под вопрос возможность единой точки отсчета, а также во многом лишаются смысла понятия абсолютного пространства и времени;

2. образ хаотической Вселенной, который возникает в последней трети 20 столетия и в котором господствует не принцип детерминизма, но набор случайных связей, порождающих не менее случайные структуры.

В процессе становления неклассической науки особое место занимают физико-математические исследования начала 20 века, в особенности квантово-релятивистская физика (А. Эйнштейн, М. Планк, Н. Бор и др.), которую признают в качестве образца неклассической науки и которая в значительной мере повлияла на остальные направления научного исследования, причем как естественные, так и гуманитарные.

Контрольные вопросы

1. С чем связано возникновение неклассической науки?

2. В чем значение неклассической науки в рамках общей истории науки?

Дополнительная литература

1. Степин, В.С. Теоретическое знание [Текст] = Структура и историческая эволюция / В.С. Степин. – М., 2000.

2. Черникова, И.В. Философия и история науки [Текст] / И.В. Черникова. – Томск, 2001. – С. 110-118.