Парадигмы и научно – исследовательские программы как эталоны научного познания.

Понятие «парадигма» (признанная научным сообществом модель постановки и решения проблем) ввел Т. Кун. В рамках парадигмы формулируются общие базисные положения, используемые в теории, задаются идеалы научного объяснения и организации научного знания, его оценки.Парадигма содержит особый способ организации знания, влияющий на выбор направления исследований и образцы решения конкретных проблем. Сама парадигма не выполняет непосредственно объяснительной функции и не является теорией, хотя и основана на определенной фундаментальной теории. Она выступает в роли предпосылки построения и обоснования различных теорий и определяет стиль научных исследований. Т. Кун причислял к парадигмам в истории науки аристотелевскую динамику, птолемеевскую астрономию, ньютоновскую механику и т.д.Развитие научного знания внутри парадигмы получило название «нормальной науки». Смена парадигм является научной революцией. Например, смена классической ньютоновской физики релятивистской эйнштейновской.Таким образом, согласно модели Куна, развитие науки представляет собой единство экстенсивного («нормальная наука») и интенсивного (научная революция) этапов. Утверждение новой парадигмы происходит в условиях огромного противодействия сторонников прежней. Поскольку новых подходов может быть несколько, то выбор принципов, составляющих будущую парадигму, происходит не рациональным способом, а скорее в результате иррационального акта веры в то, что мир устроен именно так. ^ Имре Лакатос (Лакатош) предложил методологию научно-исследовательских программ, которая в отличие от модели Т. Куна основана на выборе одной из конкурирующих программ путем применения четких, рациональных критериев. История развития науки – это конкуренция научно - исследовательских программ, имеющих следующую структуру: - «жесткое ядро», заключающее в себе исходные положения, неопровержимые для сторонников программы.- «защитный пояс» – включает гипотезы, изменения в нем не затрагивают «жесткого ядра».- «негативная эвристика» – защита ядра программы с помощью вспомогательных гипотез и допущений, которые снимают противоречия с аномальными фактами.
- «позитивная эвристика» – предположения, направленные на то, чтобы изменять и развивать «опровержимые варианты» исследовательской программы, т.е. определять проблемы, выделять защитный пояс вспомогательных гипотез, предвидеть аномалии и т.п. Ученые, работающие в рамках какой-либо научно-исследовательской программы, могут долгое время игнорировать противоречивые факты и критику. Они считают, что решение конструктивных задач, которое определяется «позитивной эвристикой», приведет к объяснению непонятных фактов. Это дает устойчивость развитию науки. Однако позитивная эвристическая сила любой научно-исследовательской программы все же исчерпывает себя и на смену ей приходит другая. Такое вытеснение одной программы другой является научной революцией.

23 системный подход в современной науке
Особенностью современного естествознания является осознанное внедрение идей системности во все его отрасли. Изучение структурной организации материи связаны с развитием системных представлений и включают некоторые концептуальные знания о системе и ее признаках, характеризующих состояния системы, ее поведение, организацию и самоорганизацию, взаимодействие с окружением, целенаправленность и предсказуемость поведения и др. свойства.
Наиболее простой классификацией систем является деление их на статические и динамические, которое, несмотря на его удобство все же условно, т.к. все в мире находится в постоянном изменении. Динамические системы делят на детерминистские и стохастические (вероятностные). Эта классификация основана на характере предсказания динамики поведения систем. В первом случае предсказания носят однозначный и достоверный характер. Такие системы исследуются в механике и астрономии. В отличие от них стохастические системы, которые обычно называют вероятностно – статистическими, имеют дело с массовыми или повторяющимися случайными событиями и явлениями. Поэтому предсказания в них имеют не достоверный, а лишь вероятностный характер.
По характеру взаимодействия с окружающей средой различают системы открытые и закрытые (изолированные), а иногда выделяют такжечастично открытые системы. Такая классификация носит в основном условный характер, т.к. представление о закрытых системах возникло в классической термодинамике как определенная абстракция. Подавляющее большинство, если не все системы, являются открытыми.Многие сложноорганизованные системы, встречающиеся в социальном мире, являются целенаправленными, т.е. ориентированными на достижение одной или нескольких целей, причем в разных подсистемах и на разных уровнях организации эти цели могут быть различными и даже придти в конфликт друг с другом.Классификация и изучение систем позволили выработать новый метод познания, который получил название системного подхода. Применение системных идей к анализу экономических и социальных процессов способствовало возникновению теории игр и теории принятия решений. Самым значительным шагом в развитии системного метода было появление кибернетики как общей теории управления в технических системах, живых организмах и обществе. Хотя отдельные теории управления существовали и до кибернетики, создание единого междисциплинарного подхода дало возможность раскрыть более глубокие и общие закономерности управления как процесса накопления, передачи и преобразования информации. Само же управление осуществляется с помощью алгоритмов, для обработки которых служат компьютеры.Универсальная теория систем, обусловившая фундаментальную роль системного метода, выражает с одной стороны, единство материального мира, а с другой стороны, единство научного знания. Важным следствием такого рассмотрения материальных процессов стало ограничение роли редукции в познании систем. Стало ясно, что чем больше одни процессы отличаются от других, чем они качественно разнороднее, тем труднее поддаются редукции. Поэтому закономерности более сложных систем нельзя полностью сводить к законам низших форм или более простых систем. Как антипод редукционистского подхода возникает холистический подход (от греч. holos – целый), согласно которому целое всегда предшествует частям и всегда важнее частей. Всякая система есть целое, образованное взаимосвязанными и взаимодействующими его частями. Поэтому процесс познания природных и социальных систем может быть успешным только тогда, когда в них части и целое будут изучаться не в противопоставлении, а во взаимодействии друг с другом.Современная наука рассматривает системы как сложные, открытые, обладающие множеством возможностей новых путей развития. Процессы развития и функционирования сложной системы имеют характер самоорганизации, т.е. возникновения внутренне согласованного функционирования за счет внутренних связей и связей с внешней средой. Самоорганизация – это естественнонаучное выражение процесса самодвижения материи. Способностью к самоорганизации обладают системы живой и неживой природы, а также искусственные системы.

24 Идея глобального эволюционизма как основа современной научной картины мира
Становление эволюционных идей в науке имеет длительную историю. Уже в 19 веке эти идеи применялись в некоторых областях знания, но воспринимались скорее как исключение по отношению к миру в целом. Принцип эволюции получил наиболее полную разработку в рамках биологии и стал ее фундаментальным принципом со времен Дарвина. Однако вплоть до наших дней он не был доминирующим в естествознании. Длительное время лидирующей научной дисциплиной выступала физика, но она на протяжении большей части свой истории не включала в явном виде в число своих фундаментальных принципов принцип развития. Парадигмальная несовместимость классической физики и биологии обнаружилась в 19 столетии как противоречие между положениями эволюционной теории Дарвина и второго начала термодинамики. Согласно эволюционной теории, в мире происходит непрерывное появление все более сложно организованных живых систем, упорядоченных форм и состояний живого. Согласно второму началу термодинамики, эволюция живых систем приводила к ситуации, когда изолированная система целеустремленно и необратимо смещалась в сторону равновесия. Если биологическая теория говорила о созидании в процессе эволюции все более сложных и упорядоченных живых систем, то термодинамика о разрушении, о непрерывном росте энтропии. Эти противоречия требовали своего разрешения – эволюционное рассмотрение Вселенной в целом, проникновение идеи эволюции в физику. Такая ситуация сложилась в науке только в последней трети 20 столетия. Представления об универсальности процессов эволюции во Вселенной реализуются в современной науке в концепции глобального эволюционизма. Его принципы позволяют единообразно описать огромное разнообразие процессов, протекающих в неживой природе, живом веществе, обществе. Концепция универсального эволюционизма базируется на определенной совокупности знаний, полученных в рамках конкретных научных дисциплин. Возникновение в 40-50-х годах нашего столетия теории систем и становление системного подхода внесло принципиально новое содержание в концепцию эволюционизма. Системное рассмотрение объекта предполагает прежде всего выявление целостности исследуемой системы, ее взаимосвязи с окружающей средой. Системный подход, развиваемый в биологии, рассматривает объекты как открытые самоорганизующиеся системы. С точки зрения Н. Моисеева все, что происходит в мире, действие всех природных и социальных законов можно представить как постоянный отбор, когда из мыслимого выбирается возможное. В этом смысле все динамические системы обладают способностью выбирать, хотя конкретные результаты выбора не могут быть предсказаны заранее. Моисеев указывает, что можно выделить два типа механизмов, регулирующих такой «выбор». С одной стороны, адаптационные, под действием которых система не приобретает принципиально новых свойств, а с другой, так называемые, бифуркационные, связанные с радикальной перестройкой системы. Кроме этих механизмов для объяснения самоорганизации Н. Моисеев вводит понятие принципа экономии энтропии, дающий преимущество сложным системам перед простыми. Этот принцип звучит так: если в данных условиях возможны несколько типов организации материи, не противоречащих законам сохранения и другим принципам, то реализуется и сохранит наибольшие шансы на стабильность и последующее развитие именно тот, который позволяет утилизировать внешнюю энергию в наибольших масштабах, наиболее эффективно. Универсальный эволюционизм представляет собой соединение эволюции с идеями системного подхода. В этом отношении универсальный эволюционизм не только распространяет развитие на все сферы бытия (устанавливая универсальную связь между неживой, живой и социальной материей), но связывает такое описание с идеями и методами системного анализа. В обоснование универсального эволюционизма внесли свой вклад многие естественнонаучные дисциплины. Но определяющее значение в его утверждении сыграли три важнейших концептуальных направления в науке 20 века: во-первых, теория нестационарной Вселенной, во-вторых, синергетика, в-третьих, теория биологической эволюции и развитая на ее основе концепция биосферы и ноосферы. В начале 20 века произошли научные революции, среди которых существенное место заняла революция в астрономии. Она сыграла важную роль в утверждении идеи эволюции в неорганической природе и вызывала радикальную перестройку представлений о Вселенной. Речь идет о разработке теории расширяющейся Вселенной. Модель расширяющейся Вселенной существенно трансформировала представления о мире. Она требовала включить в научную картину мира идею космической эволюции. Тем самым создавалась реальная возможность описать в терминах эволюции неорганический мир, обнаруживая общие эволюционные характеристики различных уровней его организации и построить на этих основаниях целостную картину мира. В середине нашего столетия теория расширяющейся Вселенной была дополнена теорией раздувающейся Вселенной, пульсирующей Вселенной. Эта теория возникала на стыке космологии и физики элементарных частиц. Идеи эволюции нашли свое отражение также и в химии. В соответствии с концепцией Большого взрыва во Вселенной последовательно появлялись различные химические элементы. Уже сформулированы первые теории химической эволюции как саморазвития каталитических систем. Современный эволюционизм в биологии предстает как многоплановое учение, ведущее поиск закономерностей и механизмов эволюции сразу на многих уровнях организации живой материи: молекулярном, клеточном, организменном и т.д. Наибольшие успехи достигнуты на молекулярно-генетическом уровне: расшифрован генетический механизм передачи наследуемой информации, выяснены роль и структура ДНК и РНК, найдены методы определения последовательности нуклеотидов и т. д. Идея эволюции нашла отражение и в геологии. Представление о всеобщем характере эволюции является ее главной отличительной чертой.

 

 

25 синергетика – парадигма нелинейности в современной науке.
Человек всегда стремился постичь природу сложного, пытаясь ответить на вопросы: как ориентироваться в сложном и нестабиль­ном мире? Какова природа сложного и каковы законы его функци­онирования и развития? В какой степени предсказуемо поведение сложных систем? Среди сложных систем особый интерес вызывают самоорганизующиеся системы. К такого рода сложным открытым самоорганизующимся системам относятся биологические и соци­альные системы, которые более всего значимы для человека.В 1970-е гг. начала активно развиваться теория сложных само­организующихся систем. Результаты исследований в области мате­матического моделирования сложных открытых систем привели к рождению нового мощного научного направления в современном естествознании — синергетики. Как и кибернетика, синергетика — это некоторый междисциплинарный подход. Но если в кибернетике акцент делается на процессах управления и обмена инфор­мацией, то синергетика ориентирована на исследование принципов построения организации, ее возникновения, развития и самоусложнения.
Мир самоорганизующихся систем гораздо богаче, чем мир зак­рытых, линейных систем. Вместе с тем его сложнее моделировать. Как правило, для (приближенного) решения большинства возника­ющих здесь нелинейных уравнений (порядок выше первого) требу­ется сочетание современных аналитических методов и вычислитель­ных экспериментов. Синергетика открывает для точного, количе­ственного, математического исследования такие стороны мира, как его нестабильность, многообразие путей изменения и развития, рас­крывает условия существования и устойчивого развития сложных структур, позволяет моделировать катастрофические ситуации и т.п. Методами синергетики осуществлено моделирование многих сложных самоорганизующихся систем: от морфогенеза в биологии и некоторых аспектов функционирования мозга до флаттера кры­ла самолета, от молекулярной физики и автоколебательных про­цессов в химии до эволюции звезд и космологических процессов, от электронных приборов до формирования общественного мне­ния и демографических процессов. Основной вопрос синергети­ки — существуют ли общие закономерности, управляющие возник­новением самоорганизующихся систем, их структур и функций.Предметом синергетики являются слож­ные самоорганизующиеся системы. Система называется самоорганизующейся, если она без специфи­ческого воздействия извне обретает какую-то пространственную, вре­менную или функциональную структуру. Под специфическим внешним воздействием мы понимаем такое, которое навязывает системе структу­ру или функционирование. В случае же самоорганизующихся систем испытывается извне неспецифическое воздействие. Например, жидкость, подогреваемая снизу, совершенно равномерно обретает в результате са­моорганизации макро структуру, образуя шестиугольные ячейки. Самоорганизующиеся системы характеризуются огромным числом степеней свободы. Таким образом, современное естествознание ищет пути теоре­тического моделирования самых сложных систем, которые при­сущи природе, — систем, способных к самоорганизации, самораз­витию.Основные свойства самоорганизующихся систем — откры­тость, нелинейность, диссипативность. Теория самоорганизации имеет дело с открытыми, нелинейными диссипативными систе­мами, далекими от равновесия.Главная идея самоорганизации – идея о принципиальной возможности спонтанного возникновения порядка и организации из беспорядка и хаоса в результате процесса самоорганизации.

26 информационно-коммуникационные технологии как инструмент модернизации современной российской науки
Сфера науки и научного обслуживания, в особенности научно-исследовательские учреждения, относится к числу наиболее информационно активных секторов национальной экономики. Её отличает хотя и не стопроцентное, но более интенсивное, чем в среднем по стране, использование персональных компьютеров (ПК), локальных вычислительных сетей (ЛВС) и других современных средств передачи и обработки информации. Следует отметить, что электронное развитие вузовской науки идёт более быстрыми темпами, чем науки в целом. По сравнению с другими группами населения ученые отличаются заметно более высокими показателями информационной актив­ности. Согласно данным Фонда " Общественное мнение", зимой 2005-2006 гг. Интернетом пользовались 21 % взрослых россиян, среди москвичей -50%(1), тогда как среди ученых - почти 64%.В обеспечении современными вычислительными ресурсами исследователей, работающих в учреждениях РАН и ряде других научных и образовательных организаций, важную роль играет Межведомственный суперкомпьютерный центр РАН (МСЦ). Это крупнейший и самый мощный суперкомпьютерный центр в сфере науки и образования России, в 10 раз превышающий по производительности другие крупные вычислительные центры. Вместе с тем оснащенность ученых вычислительной техникой оставляет желать лучшего. В общей сложности на 100 ученых, занятых в этой области, в 2004 г. приходилось лишь 34 компьютера, в том числе лишь 21 ПК, подключённый к локальной сети, и только 11 – к Интернету. Причём, согласно данным Росстата, только в менее чем половине научных учреждений ПК используют большинство работников. Значительная доля научных сотрудников не имеет свободного доступа к компьютерам на рабочем месте, в особенности к подключённым к сетям. Исключение составляют преподаватели вузов, подавляющая часть которых имеет возможность пользоваться ПК в институтах.Оснащённость компьютерами существенно различается по секторам науки, что хорошо иллюстрируется на примере Российской академии наук. Если в негуманитарном сегменте академической науки компьютеры современных моделей доступны для 60% ученых, то в гуманитарном – только для 46%.Применение компьютеров существенно меняет стиль научной работы и ее результаты. О степени интеграции информационно-коммуникативных технологии в научные исследования свидетельствуют масштабы использования Интернета в таких видах деятельности, как поиск информа­ции, сбор и анализ данных, научные коммуникации осуществление совместных научных проектов, публикация и распространение полученных результатов.Информационно-коммуникативные технологии вносят существенные изменения в контекст и способы проведения научных исследований и обнародований их результатов. С использованием их связан качественно новый этап в развитии сферы науки, сулящий повышение эффективности и усиление интернационализации научной деятельности.Сильные импульсы росту продуктивности деятельности учёных дают предоставляемые информационно-коммуникативными технологиями возможности более быстрого и эффективного решения целого ряда научных задач и ускорения всего цикла подготовки научных работ, включая сбор и анализ данных, написание текстов на компьютере и их публикацию. Информационно-коммуникативные технологии все глубже проникают в сферу академической и вузовской науки и получают в ней все более разнообразное применение. Модернизируя научную работу и научное сотрудничество, они содействуют повышению эффективности научной деятельности, интеграции ученых в мировое научное сообщество, глобализации науки и инновационного производства, внося тем самым заметный вклад в ускорение НТП и повышение динамизма развития общества.

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: