В настоящее время, вообще говоря, нет ни одной области собственно естественно-научных исследований, которые относились бы исключительно к физике, химии или биологии в чистом изолированном состоянии. Биология опирается на химию и вместе с ней или непосредственно, как сама химия, на физику. Они пронизаны общими для них законами Природы.
Наряду с физикой, химией и биологией или, вернее, кроме этих трех действительно основных наук, к собственно естественным наукам относятся и другие, уже более частного характера, например геология и география, которые с самого своего рождения являются интегративными, комплексными. Геологию называют наукой об истории развития Земли, потому что она изучает состав и строение нашей планеты в их эволюции на протяжении миллиардов лет. Она выявляет физические и химические закономерности образования осадочных и изверженных горных пород, а также устанавливает влияние физико-географических условий на зарождение и развитие органической жизни на планете. Ее основные разделы—минералогия, петрография, вулканология, тектоника и т. п.—это непосредственные производные от кристаллографии, кристаллофизики, геофизики, геохимии и биогеохимии. И география также насквозь пропитана физическими, химическими и биологическими знаниями, которые в разной степени проявляются в таких ее основных разделах, как физическая география, география почв (по существу это—химическая география), зоогеография и т.д.
Таким образом, все исследование Природы сегодня можно наглядно представить в виде огромной сети, состоящей из ветвей и узлов, связывающих многочисленные ответвления физических, химических и биологических наук. Так, спрашивается, что это такое: сумма, множество как-то скоординированных наук или на самом деле уже одна единая наука—естествознание?
Все познается в сравнении, в сопоставлении одного с другим, в их взаимосвязи. В конечном счете само наше индивидуальное субъективное сознание возникает и существует не изолированно от всего остального, а как органичная часть общего объективного знания, представляя собой буквально СО-ЗНАНИЕ.
Характерные черты уникальной всеобъемлющей самообусловленной Вселенной должны проявляться—и проявляются!—в каждой ее части. Но особенно четко—тогда, когда мы имеем дело не с какими-то непосредственно данными более или менее произвольными — случайными — земными объектами (весьма разнообразными), а со вполне детерминированными так называемыми фундаментальными структурными элементами материи на всех возможных последовательных основных уровнях ее естественной самоорганизации, начиная с исходного—физического—уровня.
Это можно не подвергать сомнению, т. е. просто принять на веру или постулировать. Но нельзя ли воочию представить Природу (Вселенную, Жизнь и Разум) как единый многогранный объект естествознания? В чем на самом деле заключается искомое принципиальное единство всего, что есть, т. е. всего предмета естествознания и его самого или, во всяком случае, всех его как бы самостоятельных основных разделов—физики, химии, биологии и психологии?
Невозможно получить вразумительные (конструктивные) ответы на эти естественные вопросы, ограничиваясь, как это обычно делается, изучением каждого из рассматриваемых разделов естествознания по отдельности.
На чем, в конечном счете, как учит нас фактически вся история науки, основывается или, по крайней мере, должно основываться все естествознание? Прежде всего—на логически обоснованной и общеупотребительной математике.
III. 3.1 История и логика развития естествознания
Понять, представить себе или усвоить естествознание можно только в его развитии. Дело в том, что современное естествознание включает в себя не только такие науки, как физика, химия, биология и психология, каждая из которых отражает свои собственные специфические явления Природы (чисто физические явления, химические превращения, жизнь растений и животных, сознание разумных индивидуумов), но еще и такие области знаний, как древнегреческая натурфилософия, естествознание Средневековья, наука Нового времени, классическое естествознание примерно до начала XX века, «пост классическое естествознание».
И несмотря на то, что эти области естественно-научных знаний появились не одновременно, а последовательно друг за другом, все они в современном естествознании слились воедино, образуя опять-таки целостную научную систему. Но более того, все они, в еще большей степени, чем физика, химия, биология и психология, подчинены закону субординации: каждая предыдущая из них входит в преобразованном, модернизированном виде в последующую.
Надо иметь в виду то обстоятельство, что между фактической историей науки и логикой ее развития существуют сложные взаимоотношения. Фактическая история науки — вся на виду. Она предстает как величественная картина активного проникновения Человека в Природу. Здесь видим мы и спокойное терпеливое накопление знаний, истинность которых тысячекратно проверяется кропотливым экспериментальным трудом, и бурные потоки неожиданных открытий, вызывающих перевороты в устоявшихся взглядах, и рождение так называемых «сумасбродных идей», которые оказываются единственно возможным шагом на пути познания глубин материи. На этой картине—и драма идей, и драма людей, и всюду яркие имена тех, кто первым открыл нечто неизвестное, подарив свою находку человечеству. Логика же развития науки от нас скрыта. Обнаружить и понять ее—это значит установить в необъятной массе фактического материала некую упорядоченность, увидеть в хаосе всякого рода случайностей определенный строй основных научных идей, осознать, каким образом известные исторические события следуют друг за другом. Логика развития науки предполагает знание закономерностей научного прогресса, его движущих сил и причин, обусловливающих и динамику развития науки.
Кроме того, сам Человек является существенным объектом Природы, имеющим космологическое значение. Недаром еще древнегреческий философ Протагор (V в. до н. э.) одно из своих сочинений («О Природе») начал со слов: «Человек есть мера всем вещам—существованию существующих и не существованию несуществующих». Это пророческое изречение Протагора предвосхитило так называемый антропный принцип, впервые сознательно введенный в основы космологии и детально проанализированный уже в наше время.
3.2 Дискретно-непрерывная природа материи
Атомизм (дискретность, квантованность) материи—древняя, но принципиально важная идея. Первым принял атомы за всеобщие начала Левкипп (V в. до н.э.). Атомистическое учение Левкиппа развивал и его ученик Демокрит.
Уже в наше время известный американский физик-теоретик Ричард Фейнман (1918—1988), один из создателей современной квантовой электродинамики, лауреат Нобелевской премии (1965). свой оригинальный курс лекций но физике, читавшихся им в 1961/ 1962 и 1962/1963 учебных годах в Калифорнийском Технологическом институте (США), начал именно с утверждения об основополагающем значении научного атомизма: «Если бы в результате какой-то мировой катастрофы все накопленные научные знания оказались бы уничтоженными и к грядущим поколениям живых существ перешла бы только одна фраза, то какое утверждение, составленное из наименьшего количества слов. принесло бы наибольшую информацию? Я считаю, что это — атомная гипотеза (можете называть ее не гипотезой, а фактом, но это ничего не меняет): все тела состоят из атомов—маленьких телец, которые находятся в беспрерывном движении, притягиваются на небольшом расстоянии, но отталкиваются, если одно из них плотнее прижать к другому. В одной этой фразе, как вы убедитесь, содержится невероятное количество информации о мире, стоит лишь приложить к ней немного воображения и чуть соображения».
Концепция атомистического (дискретного, квантованного) строения материи на самом деле пронизывает все естествознание на протяжении всей его истории от античной натурфилософии Левкиппа и Демокрита.
Особое значение научному атомизму, который имеет универсальный характер, но по-разному проявляется в различных условиях, придавал и В. И. Вернадский:
«В наш век научного атомизма только основные, его характеризующие, естественные тела и с ними связанные природные явления могут наблюдаться всюду и везде, но и для них в разной среде проявляются разные их свойства, и проявление их есть иногда дело большой трудности, которое может выясниться только в течение поколений научной работы.
Очень поучительна с этой точки зрения история одного из величайших эмпирических обобщений—созданной в 1868— 1869 гг. периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева (1834—1907). Через восемь лет после смерти Менделеева открытие другого гениального ученого Г. Мозли (1887—1915) вскрыло ее содержание резко по-новому, связало ее с атомами-изотопами, о чем Менделеев не мог при своей жизни даже и думать. Атомы-изотопы заменили в ней „химические элементы".
Мне кажется, это типично для эмпирических обобщений.. Они непрерывно меняются и углубляются с ходом роста есгество-знания.
Атомы и другие, еще более мелкие, дисперсные естественные тела „материи и энергии"—логические отвлечения чистой и прикладной (т. е. связанной с действием) математической мысли—ее символы—охватывают до конца научное понимание реальности в веке научного атомизма. Мы не сомневаемся в их реальности...».