Философско-теоретические основы взаимосвязи физики и технических дисциплин

Введение

Разумеется, человек занимается научной деятельностью не случайно. Такова уж его жизнь, что он постоянно вынужден иметь дело с проблемами и сложными задачами. Для того чтобы с ними справляться, человеку необходимы исчерпывающие знания, выработка которых и является ближайшей целью всякой научной деятельности. Полученные знания позволяют объяснить и понять изучаемые процессы, осуществить предсказания на будущее и соответствующие практические действия.

Вот что говорит о развитии науки американский историк Т.С. Кун: «Если науку рассматривать как совокупность фактов, теорий и методов, собранных в находящихся в обращении учебниках, то в таком случае ученые – это люди, которые более или менее успешно вносят свою лепту в создание этой совокупности. Развитие науки при таком подходе – это постепенный процесс, в котором факты, теории и методы слагаются во все возрастающий запас достижений, представляющих собой научную методологию и знание»

Ни одна сфера духовной культуры не оказала столь существенного и динамичного влияния на общество, как наука. И в нашем мировоззрении, и в мире окружающих нас вещей мы повсеместно имеем дело с последствиями ее развития

Науке чужд индивидуализм, она призывает каждого к жертвам ради общего дела, хотя и хранит в социальной памяти имена великих и малых творцов, внесших вклад в ее развитие. Но идеи после их публикации начинают жить самостоятельной жизнью, неподвластной воле и желаниям их творцов.

В наше время наука нередко оказывается объектом ожесточенной критики, ее обвиняют во всех смертных грехах, включая и ужасы Чернобыля, и экологический кризис в целом. Но, во-первых, критика подобного рода – это только косвенное признание огромной роли и мощи науки, ибо никому не придет в голову обвинять в чем-либо подобном современную музыку, живопись или архитектуру. А во-вторых, нелепо обвинять науку в том, что общество далеко не всегда способно использовать ее результаты себе во благо. Спички создавались вовсе не для того, чтобы дети играли с огнем. Сказанного уже достаточно, чтобы понять, что наука – это вполне достойный объект изучения. В наше время она оказалась под перекрестным вниманием сразу нескольких дисциплин. 

Философия науки ставит задачу раскрыть природу, условия и характер научных знаний. Предметом философии науки являются общие закономерности и тенденции научного познания как особой деятельности по производству научных знаний, взятых в их историческом развитии и рассмотренных в исторически изменяющемся социокультурном контексте.

Итак, мы будем рассматривать науку как производство знаний. Напрашивается мысль, что изучать науку – это значит изучать ученого за работой, изучать технологию его деятельности по производству знаний.

Правда, в значительной степени ученый и сам изучает и описывает свою собственную деятельность: научные тексты, например, содержат подробное описание проделанных экспериментов, методов решения задач и т.п. Но, описав поставленный эксперимент, ученый, за редким исключением, не пытается проследить, как именно он пришел к идее этого эксперимента, а если и пытается, то результаты такой работы уже не входят органично в содержание специальных научных работ. В общем, можно сказать, что ученый, работающий в той или иной специальной области науки, как правило, ограничивается описанием тех аспектов своей деятельности, которые можно представить и как характеристику изучаемых явлений.

Одним из аспектов исследования науки может быть изучение ученого за работой. Результаты такого изучения могут иметь нормативный характер, ибо, описывая деятельность, которая привела к успеху, мы, сами того не желая, пропагандируем положительный образец, а описание неудачной деятельности звучит как предупреждение.

Всякое объективное знание служит людям дважды – сначала как объяснение окружающей реальной действительности, а затем в качестве средства, метода при решении тех или иных проблем. Фактически любая научная теория выполняет методологические функции, когда она используется за пределами ее собственного предмета, а научное знание в целом играет роль методологии по отношению к совокупной практической деятельности человека.

Но правомерно ли сводить изучение науки к описанию деятельности отдельных людей? Наука это далеко не только деятельность. Деятельность всегда персонифицирована, можно говорить о деятельности конкретного человека или группы людей, а наука выступает как некоторое надындивидуальное, над личностное явление

Если мы как-то понимаем смысл выражений "работать в науке", "оказывать влияние на науку", "подчиняться требованиям науки", то мы тем самым интуитивно уже противопоставили науку деятельности отдельного человека или группы людей и должны теперь ответить на вопрос: что собой представляет это обезличенное целое, выглядывающее из-за спины каждого индивидуального своего представителя?

Здесь речь идет о научных традициях, в рамках которых работает ученый. Силу этих традиций осознают и сами исследователи. Итак, наука это деятельность, которая возможна только благодаря традиции или, точнее, множеству традиций, в рамках которых эта деятельность осуществляется. Она сама может быть рассмотрена как особый тип традиций, передаваемых в человеческой культуре. Деятельность и традиции - это два разных, хотя и неразрывно связанных аспекта науки, требующие, вообще говоря, разных подходов и методов исследования. Конечно, деятельность осуществляется в традициях, т.е. не существует без них, а традиции, в свою очередь, не существуют вне деятельности. Но изучая традиции, мы описываем некоторый естественный процесс, в то время как акты деятельности всегда целенаправленны. Они предполагают выбор ценностей и целей субъектом деятельности, и нельзя понять деятельность, не фиксируя цель.

Анализ науки как традиции и как деятельности - это два способа анализа, дополняющие друг друга. Каждый из них выделяет особый аспект сложного целого, которым является наука. И их сочетание позволяет выработать более полное представление о науке.

Рассматривая науку как деятельность, направленную на производство нового знания, и как традицию важно принять во внимание историческую изменчивость самой научной деятельности и научной традиции. Иначе говоря, философия науки, анализируя закономерности развития научного знания, обязана учитывать историзм науки. Можно сказать, что каждое общество в каждую эпоху создает «свою» науку. В процессе ее развития происходит не только накопление нового знания и перестраиваются ранее сложившиеся представления о мире. В этом процессе изменяются все компоненты научной деятельности: изучаемые ею объекты, средства и методы исследования, особенности научных коммуникаций, формы разделения и кооперации научного труда и т.п.

Обретая мировоззренческие функции, наука стала все активнее воздействовать на другие сферы социальной жизни, в том числе и на обыденное сознание людей. Ценность образования, основанного на усвоении научных знаний, стало восприниматься как нечто само собой разумеющееся.

Современная философия науки рассматривает научное познание как социокультурный феномен. И одной из важных ее задач является исследование того, как исторически меняются способы формирования нового научного знания и каковы механизмы воздействия социокультурных факторов на этот процесс.

                            Наука как объект философского исследования

Теоретическое естествознание, возникшее в эту историческую эпоху, завершило долгий процесс становления науки в собственном смысле этого слова. Превратившись в одну из важнейших ценностей цивилизации, наука сформировала внутренние механизмы порождения знаний, которые обеспечили ей систематические прорывы в новые предметные области. В свою очередь, эти прорывы в принципе открывают новые возможности для приложения научных знаний в различных сферах человеческой деятельности.

Естественные и технические  науки формируются на основе общего научного прототипа – античного научного мышления. В свою очередь, этот прототип сложился на культурной почве оперативного и анимистическо-мифологического мышления. Для научного мышления характерны: возможность автономного развертывания (получение одних знаний на основе других); отображение (описание) отношений и знаний, полученных в оперативном мышлении; наличие самоорганизации (правил и норм), позволяющей отображать эмпирические знания и отношения, не впадая при этом в противоречия и другие затруднения, и, наконец, особая реальность. Реальность научного мышления складывается при объективации применительно к человеческим способностям процедур и отношений научной деятельности.

Выше названные науки сложились в рамках античного научного прототипа при возникновении и удовлетворении дополнительных требований к характеру употребления научных знаний (их нужно было использовать в инженерии для создания машин и механизмов).

Для естественных и технических  наук специфичным является не способ построения теории (хотя определённые особенности здесь имеются), а отношение к изучаемому объекту, особенности эмпирического слоя и разное употребление научных знаний. Знания этих  наук ориентированы на использование их в технике, инженерии и проектировании. В естественных и технических науках ставится задача так описать функционирование изучаемого объекта, чтобы было возможным при изменении определенных параметров этого объекта предсказать его поведение. В гуманитарных науках, описывая функционирование изучаемого объекта, исследователь реализует тот способ подхода и понимания объекта, который для него значим, который и определяет характер самого исследования.

В процессе развития науки происходит всё более тесное взаимодействие естественных и технических наук, усиливается «онаучивание» практики, возрастание активной роли науки во всех сферах жизнедеятельности людей, повышение её социального значения, сближение научных и вненаучных форм знания, упрочнение аксиологической (ценностной) суверенности науки.

Разделение науки на отдельные области обусловлено различием природы вещей, закономерностей, которым последние подчиняются. Различные науки и научные дисциплины развиваются не независимо, а в связи друг с другом, взаимодействуя по различным направлениям. Одно из них – это использование одной наукой данных полученных другими науками. Один из важных путей взаимодействия наук – это взаимообмен методами и приёмами исследования, т.е. применение методов одних наук в других. Следует иметь в виду, что взаимодействие наук и их методов затрудняется неравномерностью развития различных научных областей и дисциплин.

Но кроме дробления наук на все более и более узкие «ручейки», за последнее столетие возникли науки промежуточные, связывающие науки, раньше всегда отграниченные друг от друга. Бывает и так, что одна наука, работая своими методами, подрывает привычные представления другой науки, работающей тоже своими методами.

Наука не развивается монотонно и структуру имеет не одноэтажную, а многоэтажную.

Многообразие видов человеческой деятельности обусловливает многообразный спектр методов, которые могут быть классифицированы по самым различным основаниям (критериям). Прежде всего, следует выделить методы духовной, идеальной (в том числе научной) и методы практической, материальной деятельности. В настоящее время стало очевидным, что система методов, методология не может быть ограничена лишь сферой научного познания, она должна выходить за её пределы и непременно включать в свою орбиту и сферу практики. При этом необходимо иметь в виду тесное взаимодействие этих двух сфер.

В современной науке достаточно успешно «работает» многоуровневая концепция методологического знания.

Методы междисциплинарного исследования – совокупность ряда синтетических, интегративных способов (возникших как результат сочетания элементов различных уровней методологии), нацеленных главным образом на стыки научных дисциплин. Широкое применение эти методы нашли в реализации комплексных научных программ.

Таким образом, методология не может быть сведена к какому-то одному, даже «очень важному методу». Ученый никогда не должен полагаться на какое-то единственное учение, никогда не должен ограничивать методы своего мышления одной единственной философией. Методология не есть также простая сумма отдельных методов, их «механическое единство». Методология – сложная, динамическая, целостная, субординированная система способов, приёмов, принципов разных уровней, сферы действия, направленности, эвристических возможностей, содержаний, структур и т.д.

                              Принцип детерминизма в науке.

Детерминизм – это философское учение о всеобщей закономерной взаимосвязи и взаимообусловленности явлений материального и духовного мира. Физика, раскрывая взаимосвязи в природе, познавая объективные законы природы, подтверждает принцип детерминизма и наполняет его конкретно научным содержанием.

Детерминизм характеризуется следующими философскими категориями: причина и следствие, возможность и действительность, случайность и необходимость, вероятность, закон. Ядром детерминизма является принцип причинности: любое событие имеет причину. Причиной называют явление, которое при определённых условиях закономерно порождает другое явление, называемое следствием. Объективные идеалисты, признавая объективное существование причинных связей, считали, что они порождаются высшими нематериальными силами

Кроме причинных существует и множество других связей: структурные (связь между элементами структуры), функциональные (связь между свойствами предмета, выражаемая функцией –  математическим уравнением), целевые и т.д.

Целевая (телеономная) детерминация – это особый вид связи, при которой развитие системы подчинено определённой цели. Целесообразной является деятельность человека, т.к. только человек способен мысленно планировать цели деятельности. Функционирование механизмов, в основу которых положен принцип обратной связи, подчиняется цели, поставленной перед ними человеком. Целевая детерминация не заменяет причинную связь, а дополняет её исторически первой формой детерминизма был механистический детерминизм – это философское учение, абсолютизирующее динамические законы. Закон – это существенная, необходимая, устойчивая связь. Динамические законы – это физические законы, отображающие объективные закономерности в форме однозначной связи физических величин. Динамические законы описывают функциональную связь, при которой аргументы функции и её значение являются точно определёнными величинами.

Открытия физики в ХХ веке заставили многих учёных сомневаться в верности принципа детерминизма. Но если бы мир подчинялся принципу индетерминизма, он был бы хаосом, в котором не было бы никаких законов и возможным было бы любое событие, любое чудо. Такой мир не поддавался бы научному познанию, т.к. наука познаёт законы. Новейшие открытия не опровергают принцип детерминизма, а расширяют его понимание. Дальнейшее развитие получили представления об объективности и всеобщности причинных связей, о наличии непричинных видов связи, об объективном содержании категорий «случайность» и «вероятность», о диалектике случайности и необходимости. Т.о. детерминизм остаётся одним их важнейших принципов философской и физической картины мира.

Наши дни - время преобразований, время выдающихся достижений науки и техники. Особенности развития современной науки влияют на структуру и характер научного познания. Именно они составляют ис­торически определенные границы, обусловливающие специфику позна­вательного процесса.

Более того, научные знания о природе имеют существенное значение и для философского осмысления окружающего мира. То обстоятельство, что физика по сравнению с другими ес­тественными науками ( например, химией или биологией) занимается относительно более общими явлениями окружающего материального ми­ра,в известной степени определяет ее более непосредственную, не­жели у других естественных наук, связь с философией.

Физику всегда приходится решать разнообразные онтологические и гносеологические вопросы, и поэтому он вынужден обращаться к философии. М. Борн писал: "... Физика на каждом шагу встречается с логическими и гносеологическими трудностями ... каждая фаза естественнонаучного познания находится в тесном взаимодействии с философской системой своего времени: естествознание доставляет факты наблюдения, а философия – методы мышления."

Физики при разработке современных теорий критически переос­мысливают накопленные в прошлом знания. Новое знание как бы отри­цает предшествовавшие, но отрицает диалектически, сохраняя момент абсолютной истины.

Философские идеи, как об этом убедительно сви­детельствует история, играют чрезвычайно важную роль в процессе становления физических теорий; без преувеличения можно сказать, что без философского обоснования физическая теория

Физика - комплекс научных дисциплин, изучающих общие свойс­тва структуры взаимодействия и движения материи.

 

Вопросы современного преподавания физики и общетехнических дисциплин.

Природа едина, и физика, изучающая законы природы, также едина, хотя  поделена сейчас, как и всякая наука, на разделы и подразделы. 

• Но почему же тому, кто изучает последовательно механику, теплоту, электричество, кажется, что эти разделы объединяются общим словом “физика” только потому, что их преподает один и тот же учитель или преподаватели одной и той же кафедры? Ведь сами физики воспринимают свою науку как единое целое, почему же такое восприятие не складывается у обучающихся? 
• Почему общетехнические дисциплины (теоретическая механика, сопротивление материалов, гидравлика, теплотехника, электротехника) предстают перед студентом, как дисциплины, слабо связанные друг с другом, поскольку у них различный набор терминов, различная символика, непохожие друг на друга в записи законы и уравнения? 
• Почему физические величины и их единицы измерений в этих науках так не похожи друг на друга? 
• Почему многие теоретические сведения из соседних разделов физики и из разных технических дисциплин плохо стыкуются друг с другом с педагогической точки зрения даже тогда, когда они имеют общие основные положения? 

На все вышеуказанные вопросы современная методика преподавания физики ответа не дает.

 Методология современной физики исчерпывающе охарактеризована в работе О. Бондаренко и С. Кадырова (2000). Это “…анализ физических объектов, событий, систем, их расчленение на отдельные составляющие, их систематизация и тщательное описание (феноменология), дробление физики на разделы и подразделы, существование множества не связанных друг с другом теорий“.

А ведь такая методология не просто затрудняет преподавание, она существенно снижает эффективность усвоения учебного материала, да к тому же и перегружает учебный процесс из-за дублирования учебного материала.

Если преподаватели физики как-то стараются обращать внимание на внутреннюю взаимосвязь ее разделов, то при преподавании технических дисциплин взаимосвязь различных технических дисциплин разъясняется редко. Последнее несложно объяснить.

Технические дисциплины, в отличие от физики, ведут преподаватели разных кафедр, так называемые “узкие специалисты“, и они сами иногда плохо представляют себе эту взаимосвязь. Как пишет известный методист К.Гомоюнов (1983): “Порой создается впечатление, что каждая наука отгородилась от других непреодолимой стеной, и студент изучает ее как нечто совершенно самостоятельное, само на себя замкнутое“.

Имеется и еще одна причина: преподавание физики и технических дисциплин в учебных заведениях СПО  пока не смещает акцент с использования индуктивного метода познания (от частного к общему) к использованию дедуктивного метода познания (от общего к частному).

Даже там, где для этого нет никаких противопоказаний. Прежде всего, поэтому и возникают многие из вышеуказанных вопросов.

В качестве одного из ответов весьма убедительна цитата В.Вайскопфа (1977): “В преподавании науки надо вернуться к принципам, подчеркивающим единство и универсальность науки, оно должно стать более широким, чем простое старание выпустить знающего ремесленника со специализированной профессией. Конечно, мы должны обучать компетентных специалистов, но мы также должны обобщать и указывать связи между разными областями науки. Эта задача трудна, так как требует от тех, кто занят современными исследованиями, много времени и больших умственных способностей. 

Однако она благодарна с любой точки зрения. Преподаватель будет больше удовлетворен своей работой, а студент получит большее удовлетворение от своих занятий; его знания будут шире, это поможет ему в будущей работе, у него окажется более широкий выбор работы“.

Вот как характеризуют О. Бондаренко и С. Кадыров (2000) ту методологию преподавания физики, на которую следует переходить. Это “…синтез физических объектов, событий, систем, намеренное абстрагирование от форм с целью работы непосредственно с содержанием; создание объединенных физических теорий, отказ от противопоставления различных разделов физики; переход к сути вещей, выявление их причин без акцентирования внимания на внешних признаках, описывающих это поведение“.

Следует сказать, что широкое развитие в современной науке внутринаучной методологической рефлексии не «отменяет» философские методы. Философские методы, принципы, категории «пронизывают» науку на каждом из этапов ее развития.

                 Реализация философских принципов в научном познании.

 Философские методы, принципы, категории «пронизывают» науку на каждом из этапов ее развития. Так, любая наука использует практически весь арсенал категорий диалектики, в ней всегда стоит проблема истины и ее соотношения с заблуждением, традиционно трудными для ученых являются проблемы взаимосвязи материального и идеального, субъекта и объекта и других сугубо философских вопросов. На них «узкий специалист» неизбежно «натыкается» и вынужден так или иначе их решать, так же, как и свои специально-научные и собственно методологические вопросы.

Реализация философских принципов в научном познании означает вместе с тем их переосмысление, углубление, развитие. Так, например, квантовая механика, по словам Н. Бора, преподала нам «гносеологический урок». А. Эйнштейн и Л. Инфельд отмечали, что «результаты научного исследования очень часто вызывают изменения в философских взглядах на проблемы, которые распространяются далеко за пределы ограниченных областей самой науки... Философские обобщения должны основываться на научных результатах. Однако раз возникнув и получив широкое распространение, они очень часто влияют на дальнейшее развитие научной мысли, указывая одну из многих возможных линий развития. Успешное восстание против принятого взгляда имеет своим результатом неожиданное и совершенно новое развитие, становясь источником новых философских воззрений».

Тем самым путь реализации методологической функции философии есть не только способ решения фундаментальных проблем развития науки, но и способ развития самой философии, всех ее методологических принципов.

Литература:

1. Хрестоматия по истории философии. Учебное пособие для вузов: В 3 ч. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС. – 2001. Ч.2 – 528 с.
2. Человек науки. Под. ред. М.Г. Ярошевского. – М.: Наука, 1974. –392 с.
3. Степин В.С., Горохов В.Г., Розов М.А. Философия науки и техники //www.philosophy.ru/library/fnt/
4. Розин В.М. Специфика и формирование естественных, технических и гуманитарных наук. – Красноярск: Изд-во Краснояр. ун-та, 1989. – 200 с.
5. Кохановский В.П. Философия и методология науки – М.: АТС; Ростов н/Д: Феникс, 1999. – 574 с
6. Вернадский В.И. Научная мысль как планетарное явление. – М., 1989.
   
7. Лесков Л.В. Наука как самоорганизующаяся система // Общественные науки и современность. - 2003. - № 4. - С. 148.
8. Основы философии науки: Учебное пособие для аспирантов / В.П. Кохановский и др. – Ростов-на-Дону, 2005.
9. Рузавин Г.И. Философия науки. – М., 2005.
10. Степин В.С. Теоретическое знание. – М., 2000.
11. Фоллмер Г. Эволюционная теория познания. – М., 1998.