История научно-технических революций. Традиции и новации в развитии науки и техники

7.1. Понятие научно-технической революции, её особенности.

Качественный скачок в развитии науки и/или техники, приводящий к смене научно-технической парадигмы, считается научно-технической революцией.

Парадигма (в широком смысле) - господствующая (признанная большинством некоторого сообщества людей) система представлений (идей, достижений), которая в течение определённого времени даёт сообществу образец (модель, пример) постановки проблем и их решений. Научно-техническая парадигма - это парадигма в узком (научно-техническом) смысле, где под сообществом людей подразумевается сообщество учёных и инженеров. Кроме научно-технической парадигмы, есть социально-политическая, социально-экономическая, внутридисциплинарная, междисциплинарная, этическая и другие парадигмы. Например, есть компьютерные парадигмы: для первых поколений компьютеров - "неймановская" парадигма; для персональных компьютеров - IBM-парадигма, Apple-парадигма и т.п.

В отличие от социальной революции, научно-техническая революция не разрушает старую парадигму, на обломках которой водружается новая, а скорее, модернизирует, подправляет старую парадигму, используя всё лучшее, проверенное, что в ней есть, для построения новой парадигмы. Поэтому не зря многих интеллектуалов не устраивает термин "научно-техническая революция". Вместо него предлагается вести речь о научно-техническом скачке, научно-техническом эволюционизме - и только.

Ниже, ведя речь о научно-технических революциях, мы будем под революциями подразумевать именно скачки в приведенном смысле.

7.2. Наука переднего плана ("пионерская") и "нормальная" наука. "Прорывные" изобретения.

Научные революции теоретически непредсказуемы. Революционное значение многих научных открытий и теорий осознаётся не ранее чем через 20-30 лет после их обнародования и даже технического освоения.

Например, кто мог предвидеть в начале ХIХ в. революционное открытие датчанином Х.К. Эрстедом влияния электрического тока на магнитную стрелку? Но это открытие через некоторое время вызвало к жизни открытие электромагнитной индукции (М. Фарадей, Великобритания), создание электрических машин (генераторов, двигателей, трансформаторов), теории электромагнетизма (Дж. Максвелл).

Кто в конце ХIХ в. мог предвидеть революционное открытие французом А. Беккерелем явления естественной радиоактивности? Но это открытие начало эпоху атомной, а затем и ядерной физики.

Кто мог ожидать в начале ХХ в. от рядового сотрудника патентного бюро в Берне, а заодно и физика-любителя А. Эйнштейна создание частной теории относительности? Но эта теория вместе с последующей общей теорией относительности всё того же Эйнштейна во многом перевернули миропонимание и мировоззрение не одного поколения людей в ХХ в., дали толчок космическим исследованиям.

Одна из классификаций предлагает три вида научных революций:

• открытие новых "миров";
• построение новых фундаментальных теорий;
• внедрение новых методов исследования.

Открытие новых "миров". В науке важно понятие объекта исследования. Новые объекты исследования - это и есть новые "миры" - они стимулируют новые научные дисциплины, новые парадигмы.

Примеры новых "миров": открытия Эрстеда и Беккереля, великие географические открытия, открытие мира микроорганизмов и вирусов, мира молекул, атомов и элементарных частиц, мира кристаллов, мира множества галактик и др.

Построение новых фундаментальных теорий. Фундаментальные теории составляют ядро парадигмы. На их основе формулируются парадигмальные проблемы и намечаются возможные решения этих проблем, формируются методы исследования и содержание мировоззрения членов научного сообщества.

Примеры: гелиоцентрическая теория Коперника, механика Ньютона, эволюционная теория Дарвина, теории Эйнштейна, кибернетика Винера, квантовая механика Бора - Гейзенберга и др.

Внедрение новых методов исследования. Новые методы исследования в науке позволяют открыть новые "миры", инициируют новые фундаментальные теории.

Примеры: использование микроскопа открыло мир микроорганизмов, стимулировало появление микробиологии, гистологии, цитологии; использование телескопа открыло мир космических тел и их скоплений, стимулировало развитие астрономии, появление астрофизики, космологии. Радиоуглеродный метод датировки и аэрофотосъёмка способствовали развитию археологии; компьютерное моделирование позволило выявить существование автоколебательных химических реакций, предсказать последствия глобальной ядерной войны; внедрение статистических методов математики в социологию позволило выявить некоторые социальные закономерности и на их основе разработать оригинальные теории аутопойезиса и волновой социальной динамики, нравственной статистики и др.

Но не зря считается, что революцию легче совершить, чем сохранить её завоевания. История человечества - подтверждение тому, и для научных революций такое утверждение тоже справедливо. Это отлично понимал автор теории научных революций Т. Кун, который, наряду с понятием "научной революции" ("пионерской" науки, науки переднего плана), ввёл понятие "нормальная" наука. По замыслу Куна (на основании истории развития науки), "нормальная" наука базируется на очередной научной революции и предназначена для осмысления (объяснения) результатов этой революции в виде теорий и подтверждающих экспериментов, для широкомасштабных исследований по революционной проблематике, выявления противоречий и областей применения революционных новаций (в том числе в виде технических изобретений) и для подготовки "почвы" для следующей научной революции.

Примеры:

1. После революционного открытия Эрстеда открытие закона электромагнитной индукции Фарадея ознаменовало начало "нормальной науки" - электромагнетизма. В течение всего ХХ в. электромагнетизм (раздел физики) развивался как "нормальная наука", накапливая экспериментальный и теоретический багаж, породив электротехнику и подготовив следующую научную революцию конца ХIХ в. - электродинамику Дж. Максвелла. Революционность теории Максвелла состояла в предсказании существования электромагнитного поля, что и было вскоре подтверждено экспериментально (Г. Герц).
2. В 1928 г. А. Флеминг (Великобритания) открыл первый антибиотик - пенициллин. Это было революционное открытие, которое долго не могли освоить ни медицина, ни фармацевтическая промышленность. И только во время Второй мировой войны попытки "нормальной" науки увенчались успехом - пенициллин был получен в чистом виде в промышленных масштабах (Э. Чейн, Х. Флори, 1941 г.). Пенициллин спас жизни многих военнослужащих антигитлеровской коалиции. Пенициллин как стратегическая тайна хранился в секрете от немцев и японцев.

   В 1945 г. Флеминг, Чейн и Флори были удостоены Нобелевской премии в области физиологии и медицины. Однако "нормальная" наука не оставалась на месте. У антибиотиков, наряду с их великолепными антисептическими свойствами, были выявлены и негативные побочные эффекты, что послужило поводом для создания следующего поколения антисептиков, свободных от недостатков антибиотиков.

Таким образом, в "нормальной" науке научная революция как бы продолжается, но уже не в виде качественного скачка, а, скорее, в виде "наклонной ступеньки" (наклон образно характеризует количественное накопление знания в рамках победившей научной парадигмы). Иными словами, победившая парадигма, начинаясь с революционного скачка и продолжаясь в "нормальной" ступеньке, существует конечное время. За это время реализуются научно-исследовательские программы, творчество учёных продолжается (а иначе, откуда взяться новой революции, новой парадигме?).

Представлять развитие науки в виде лестницы, состоящей из скачков и ступенек, - это слишком упрощённый взгляд. Революционный и нормальный этапы научно-исследовательской работы взаимодополнительны и взаимопроникающи. Учёные часто и не подозревают о такой этапности своей работы - они просто творчески работают и добиваются успехов, действуя как в рамках теории научных революций, так и вне её.

Наряду с революционными научными достижениями известны и технические революции в виде "прорывных" изобретений, то есть технических новшеств, расцениваемых как прорыв в повышении эффективности человеческой деятельности, как переход к новой технической парадигме.

Примеры "прорывных" изобретений: способы добычи огня, колесо, плавка и ковка металлов, порох, компас, паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, электродвигатель, пластмасса, радио, компьютер и др.

Вслед за "прорывными" изобретениями идут производные от них изобретения, направленные на улучшение параметров и функциональных возможностей новых устройств, на новые способы их применения и расширение областей использования.

Примеры производных изобретений: вслед за порохом возникли фейерверки, огнестрельное оружие, взрывчатка; вслед за паровой машиной - пароход, паровоз, паровая турбина.

Научные и технические революции возникают чаще всего не в отрыве друг от друга, а взаимосвязанно. Другими словами, научная революция может породить техническую революцию, и наоборот, техническая революция - научную. Или, по крайней мере, научные достижения используются в технике, а технические достижения в науке.

Так, открытие электромагнетизма породило никому неведомую электротехнику, открытие законов аэродинамики дало жизнь самолётостроению; в свою очередь, изобретение компьютера стимулировало появление информатики, изобретение радио - появление радиоэлектроники, радиолокации, радиоастрономии.

В этих условиях утверждать наверняка, что чему предшествует - наука технике или техника науке - неблагодарное занятие, тем более, что в истории науки и техники было много уникумов, совмещавших в себе учёного и изобретателя (см. "тему 1" ).