Новый подход к построению истории фундаментальной науки

Изложен новый вариант написания истории фундаментальной науки через историю ее ключевых (прорывных) идей, теорий и открытий — научных инноваций — в рамках определенной периодизации, дополненная историей ряда также важных топ-фактов, также важных для этой науки в целом и ее отдельных направлений....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2017
Автор:	Храмов, Ю.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Центр досліджень науково-технічного потенціалу та історії науки ім. Г.М. Доброва НАН України 2017
Назва видання:	Наука та наукознавство
Теми:	Історія науки і техніки
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/132347
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Новый подход к построению истории фундаментальной науки / Ю.А. Храмов // Наука та наукознавство. — 2017. — № 2. — С. 112-125. — Бібліогр.: 21 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-132347
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1323472018-04-18T03:03:34Z Новый подход к построению истории фундаментальной науки Храмов, Ю.А. Історія науки і техніки Изложен новый вариант написания истории фундаментальной науки через историю ее ключевых (прорывных) идей, теорий и открытий — научных инноваций — в рамках определенной периодизации, дополненная историей ряда также важных топ-фактов, также важных для этой науки в целом и ее отдельных направлений. Викладено новий варіант написання історії фундаментальної науки через історію її ключових (проривних) ідей, теорій та відкриттів — наукових інновацій — в рамках певної періодизації, що доповнена історією ряду також важливих топ-фактів, також важливих для цієї науки в цілому та її окремих напрямів. A new way of writing the history of basic research is proposed: through the prism of the history of its key (breakthrough) ideas, theories and discoveries (scientific innovations), in a chronological framework, supplemented by the history of top facts important for this science as a whole and its selected areas. 2017 Article Новый подход к построению истории фундаментальной науки / Ю.А. Храмов // Наука та наукознавство. — 2017. — № 2. — С. 112-125. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. 0374-3896 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/132347 002.8+501+930.2 ru Наука та наукознавство Центр досліджень науково-технічного потенціалу та історії науки ім. Г.М. Доброва НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Історія науки і техніки Історія науки і техніки
spellingShingle	Історія науки і техніки Історія науки і техніки Храмов, Ю.А. Новый подход к построению истории фундаментальной науки Наука та наукознавство
description	Изложен новый вариант написания истории фундаментальной науки через историю ее ключевых (прорывных) идей, теорий и открытий — научных инноваций — в рамках определенной периодизации, дополненная историей ряда также важных топ-фактов, также важных для этой науки в целом и ее отдельных направлений.
format	Article
author	Храмов, Ю.А.
author_facet	Храмов, Ю.А.
author_sort	Храмов, Ю.А.
title	Новый подход к построению истории фундаментальной науки
title_short	Новый подход к построению истории фундаментальной науки
title_full	Новый подход к построению истории фундаментальной науки
title_fullStr	Новый подход к построению истории фундаментальной науки
title_full_unstemmed	Новый подход к построению истории фундаментальной науки
title_sort	новый подход к построению истории фундаментальной науки
publisher	Центр досліджень науково-технічного потенціалу та історії науки ім. Г.М. Доброва НАН України
publishDate	2017
topic_facet	Історія науки і техніки
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/132347
citation_txt	Новый подход к построению истории фундаментальной науки / Ю.А. Храмов // Наука та наукознавство. — 2017. — № 2. — С. 112-125. — Бібліогр.: 21 назв. — рос.
series	Наука та наукознавство
work_keys_str_mv	AT hramovûa novyjpodhodkpostroeniûistoriifundamentalʹnojnauki
first_indexed	2025-07-09T17:23:52Z
last_indexed	2025-07-09T17:23:52Z
_version_	1837190962171871232
fulltext	112 ISSN 0374-3896. Science and Science of Science. 2017. № 2 (95) Історія науки і техніки © ХРАМОВ Ю.А., 2017 Изложен новый вариант написания истории фундаментальной науки через историю ее ключевых (прорывных) идей, теорий и открытий — научных инноваций — в рамках определенной периодизации, дополнен- ная историей ряда также важных топ-фактов, также важных для этой науки в целом и ее отдельных направлений. Ключевые слова: Ключевые слова: наука, фундаментальная наука, история наки, пе- риодизация, физика. УДК 002.8+501+930.2 Ю.А. ХРАМОВ, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий отделом, ГУ «Институт исследований научно-технического потенциала и истории науки им. Г.М. Доброва НАН Украины», e-mail: fenixprint@ukr.net НОВЫЙ ПОДХОД К ПОСТРОЕНИЮ ИСТОРИИ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ НАУКИ* Прежде чем перейти непосредственно к предлагаемой теме, определим понятие науки. Сегодня историко-науч- ные исследования ведутся в большинстве своем в обще- историческом, социально-политическом и культур ном контекстах, более того, в контексте мирового цивилиза- ционного процесса, что обусловливает использование понятия науки в широком и узком значениях. В широком значении наука — сознательная деятельность, направленная на получение позитивных, рационально представленных знаний об окружающем мире, а также совокупность этих знаний, т. е. простой набор сведений, не связанных между собой. При таком подходе наукой обладала каждая цивилизация, начиная с наиболее арха- ичной — древних майя (І тыс. до н. э.), не знавших метал- * Статья подготовлена на основе доклада на XXVII Киевском Между на- родном симпозиуме «Науковедение и история науки: прошлое, сегод няш- нее, будущее» — «Добровские чтения» 14–15 марта 2017 г. ISSN 0374-3896. Наука та наукознавство. 2017. № 2 (95) 113 Новый подход к построению истории фундаментальной науки ла и колеса, но достигших удивительных результатов в области математики и астрономии. Обширными позитивными знаниями обладали античная, византийская, китайская, индийская и мусульманская цивилизации. Одна- ко в их социокультурных системах рациональная познавательная деятель- ность еще не была секуляризированной и структурированной по принципу «эксперимент — теория», к чему ближе всего подошла Античная цивилиза- ция. Отсюда и соответствующая терминология — наука Древней Индии и Китая, науки Античности, Средневековья и эпохи Возрождения. В то же время в ней уже различают отдельные дисциплины — астрономию, физику, математику, химию, биологию и др. В узком значении наукой (фундаментальной) принято считать секуля- ризованную сферу человеческой деятельности, т. е. освобожденную от ре- лигии и церковных институтов, функцией которой является получение объективных знаний о действительности и их теоретическая интерпретация и систематизация. В таком понимании наука появляется в Западной Европе на рубеже ХVІ–ХVІІ веков, и ее первым ярким представителем выступает Г. Галилей. В результате его трудов наука стала самостоятельной сферой социокультурной деятельности, получив со временем особое институцио- нальное оформление (научно-исследовательские лаборатории и институты, академии наук, научная периодика, семинары и др.), в конечном итоге — решающим фактором технического прогресса, одной из важнейших (инно- вационных) составляющих экономического развития и военного могуще- ства страны. Г. Галилей был одним из творцов и последовательным проводником экспериментального метода научных исследований, что сделало его осно- воположником точного естествознания в целом, хотя отдельные, несисте- матические, эксперименты проводились другими учеными. По словам А. Эйнштейна и Л. Инфельда, «наука, связывающая теорию и эксперимент, фактически началась с работ Галилея» [1, т. 4, с. 393]. Необходимо заметить, что в широком значении эксперимент исполь- зовался давно, но спорадически, в частности в Античности (Аристотель, Архимед и др.). Многое сделал для его утверждения в научных исследовани- ях в эпоху Возрождения Леонардо да Винчи (1452—1519), считая опыт ис- точником информации. «…Моя цель состоит в том, чтобы представить сначала эксперимент, а затем дока- зать посредством рассуждения..., почему он должен привести к этому результату, а не к какому-либо другому, — писал он. — Это и есть верное правило, которому должны следовать изучающие явления природы. Хотя природа начинает с разума, а заканчивает опытом, нам надлежит идти противоположным путем, т. е. начинать с эксперимента и при его помощи проверять рассуждения» [2, с. 120]. Однако только Г. Галилей, открыв в 1583 г. опытным путем свойство изохронности колебаний маятника, положенное в основу маятниковых часов, начал систематическое, целенаправленное использование экспери- 114 ISSN 0374-3896. Science and Science of Science. 2017. № 2 (95) Ю.А. Храмов мен та в своих исследованиях (опыты с падением тел, 1590 г.; измерение плотности твердых тел с изобретенными гидравлическими весами, 1586 г.; термоскопический опыт с изобретенным термоскопом — прообразом тер- мометра, 1597 г. и др.). Силу експериментального метода в конце ХVІ ст. продемонстри ро вал и английский естествоиспытатель и врач У. Гильберт своими много чис лен- ными опытами (свыше 600) в области электричества и магнетизма, заложив основы электро- и магнитостатики. В своей книге «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле» (1600) он писал: «При исследовании тайн и отыскании скрытых причин вещей, благодаря точным опытам и опирающимся на них аргументам, получаются более сильные доводы, не- жели от основанных на одном только правдоподобии предложений и мнений вульгарных философов» [3, с. 30]. В результате, в конце ХVІ ст. окончательно утвердился экспери мен- тальный метод исследования, ставший систематически использоваться ис- следователями в сочетании с теоретическим обоснованием получаемых опытных данных, т. е. появились признаки, свойственные современной науке, — эксперимент и теория. «…Если теории являются конечным продуктом науки, — писал американский тео- ретик Ф. Дайсон, — эксперименты составляют ее движущую силу» [4, c. 530]. Причем экспериментальная и теоретическая составляющие науки ока- зались тесно связанными между собой, обуславливая обоюдный прогресс. По этому поводу образно высказался в своей Нобелевской лекции извест- ный физик-экспериментатор Р. Милликен: «…Наука продвигается вперед на двух «ногах» — теории и эксперименте... Иногда свой опережающий шаг делает одна «нога», затем другая, но постоянный прогресс имеет место лишь с помощью их двух — с помощью созданной теории и ее экспериментальной проверки или открытия новых взаимосвязей в процессе эксперимента и последующего толчка его ногой теории, и так вперед в нескончае- мом чередовании действий» [5, с. 360]. Таким образом, если наука в широком смысле этого слова присуща че- ловечеству на протяжении всей его истории — от Древних Египта и Шумера до наших дней, то наука в узком смысле, имея некоторые предтечи в Анти- чности, Византии, Индии, Китае и Мусульманском мире, возникает в конце ХVІ ст., как было показано выше, и вписывается в общий процесс трансформации средневековой западнохристианской цивилизации в ново- европейскую североатлантическую. Становление новоевропейской науки, или точного естествознания, как отдельной дисциплины, как принципиально нового в истории мировой цивилизации феномена происходит в ХVІІ ст. и коррелирует с другими качественными трансформациями всех сфер жизни Западной Европы того времени, в частности с возникновением капитализма и связанного с ним социального расслоения общества, появлением централизованных абсолю- ISSN 0374-3896. Наука та наукознавство. 2017. № 2 (95) 115 Новый подход к построению истории фундаментальной науки тистских государств и парламентаризма, зарождением первых новоевро- пейских наций. Об этом писал и выдающийся физик-теоретик и философ В. Гейзенберг: «…Изменения, затронувшие основы современного естествознания, суть симптомы глубинных изменений в самих основах нашего существования, а эти изменения, конечно же, сказываются и во всех других сферах жизни… Обратимся сперва к историческим корням естествознания Нового времени. В ХVІІ ст., когда Кеплер, Галилей и Ньютон закладывали его основы, еще господствовал средневековый образ природы, в котором она виделась, прежде всего, как творение Божие. При- рода мыслилась как созданное Богом произведение, исследовать материальный мир как независимый от Бога показалось бы нелепым человеку той эпохи… Но на про- тяжении всего лишь нескольких десятилетий отношение человека к природе прин- ципиально изменилось… Естественнонаучному духу вполне отвечает также тенден- ция рассматривать природу независимо не только от Бога, но и от человека. В результате формируется идеал объективного описания или объяснения приро- ды» [6, с. 290–291]. К нашему времени наука в узком, новоевропейском, понимании стала достоянием всего человечества. И важнейшие этапы становления науки в стадиальном плане соответствуют основным вехам развития человечества, а именно переходу от первобытности к цивилизации (зарождение научных знаний, науки в широком смысле слова) и той глобальной трансформации, начало которой положило преобразование средневекового западнохрис- тианского мира в новоевропейский (возникновение науки в узком смысле слова). В современном понимании наука представляет собой систему точных знаний об окружающем мире и сферу человеческой деятельности по их по- лучению, иными словами, исторически обусловленный способ производст- ва знаний. Она имеет дело с идеями, из которых она, по словам выдаю ще- гося физика, основателя квантовой теории М. Планка, получает «стимул, единство и развитие». Однако «наука отнюдь не является коллекцией зако- нов, несвязанных фактов, — подчеркивал А. Эйнштейн, — она есть творе- ние человеческого разума с его свободно выдвинутыми идеями и понятия- ми» [1, т. 4, с. 541]. Таким образом, решающую роль в развитии науки играют как идеи и построенные на их основе теории, так и выдвигающие их ученые, деятельность которых иногда становится ключевой в развитии научных знаний, вершиной достижений человеческой мысли. В таком контексте термин «наука» применяется в отношении фундаментальной науки, вклю- чающей математику, механику, физику, информатику, химию, биологию, науки о Земле и космосе и ряд др. Перечисленные науки расширили наше понимание окружающего нас мира, построив научные картины природы, обусловили научно-технический и социальный прогресс человечества и вместе с философией заложили основы научного мировоззрения. Фундаментальные науки в процессе сво- ей эволюции претерпели дифференциацию на отдельные направления и 116 ISSN 0374-3896. Science and Science of Science. 2017. № 2 (95) Ю.А. Храмов дисциплины (правда, одновременно происходил и процесс их интеграции), но они всегда были связаны с техникой и производством. Особенно эта связь усилилась в середине ХХ ст. (и продолжает усиливаться и ныне), когда человечество вступило в период научно-технической революции, характер- ной особенностью которой является завершение превращения науки в не- посредственную производительную силу, возрастание и углубление ее связи и всеми сферами жизни общества, усиление ее социальной роли. В 80-х го- дов ХХ ст. в мире произошла информационная революция, которая продо- лжается и ныне. Факторами, определяющими состояние и развитие фундаментальной науки, являются, прежде всего, социально-экономические и культурные, которые многими путями влияют на науку, определял ее тематику, темпы развития, научный потенциал, стратегию, методологию. Однако фундамен- тальной науке свойственна и своя, внутренняя, логика развития, которая изучается историей фундаментальной науки. История науки (фундаментальной) — дисциплина, исследующая вну- треннюю логику развития науки, генезис ее идей, теорий и законов, их эволюцию, последствия, значение. Фактически, по словам М. Склодовской- Кюри, «история науки — это история идей». Правда, эта дефиниция касает- ся именно фундаментальной, точной, науки, к тому же сформировавшейся, которая сама определяет путь своего развития (идейный срез истории нау- ки). По В.И. Вернадскому, «история человеческой мысли — научная дис- циплина, которая должна стремиться связывать научно точно установлен- ные факты, искать обобщений и распределять их в систему и порядок». История науки — это и история людей, выдвигающих идеи (биографис- тика). Она рассматривает науку через творчество самых выдающихся ее деятелей, их научные биографии, давая тем самым еще один способ ее описания. В результате «идейный» срез истории науки дополняется «био- графическим». Это тем более необходимо в настоящее время, учитывая гу- манизацию науки и научно-технического прогресса, которая обусловила кардинальный сдвиг в историко-научных исследованиях, заключающихся в том, что, с одной стороны, теоретическое исследование логики научных идей совершается с учетом социокультурного контекста их становления и развития, а, с другой, история науки все чаще воспроизводится сквозь при- зму достижений как отдельных ученых, так и их коллективов — формальных (институты, лаборатории) и неформальных (научные школы), через пр о- цессы их формирования, развития и вклада в науку. Историю науки можно рассматривать также через призму научных по- нятий. «История науки не ограничивается просто историей открытий и наб- людений, она включает также историю понятий», — писал В. Гейзенберг [6, c. 235]. А Х. Альфвен считал, что история науки — это история приборов: «История науки показывает, что пути, которые выбирает наука, зависят от констру- ирования новых приборов, — писал он. — Поэтому возникает вопрос: какие новые ISSN 0374-3896. Наука та наукознавство. 2017. № 2 (95) 117 Новый подход к построению истории фундаментальной науки отрасли научных исследований открывают эти приборы? Правильно ли, что боль- шие приборы смещают центр тяжести физики?» [5, c. 565]. Например, телескоп Галилея положил начало оптической астрономии, а спектроскоп — астрофизики, микроскоп Левенгука помог исследовате- лям проникнуть в мир клетки, на Станфордском линейным ускорителе электронов были открыты в 1969 г. кварки, а на Большом адронном коллай- дере в 2012 г. — бозон Хиггса. В последнее время в связи с огромным фактологическим материалом, накопленным наукой, популярным становится старый жанр — история в датах, событиях и фактах, или хронология, но с аннотацией ее ключевых событий и фактов, т. е. аннотированная хронология. Историкам науки также всегда было интересно, даже необходимо ши- роко использовать в работе архивные документы и материалы как доказа- тельства, ликвидирующие белые пятна в ее истории, вводящие в научный оборот новые факты и уточняющие старые, забытые и замалчиваемые имена. Исходя из изложенного, можно сформировать такую структуру исто- рии науки: история внутренней логики развития науки (генезис ее идей, теорий, открытий); биографистика; хронология; история научных институтов, лабораторий, конструкторских бюро, академий наук, научных обществ (социальная история); история научных школ; история науки в архивных документах и материалах. Одной из основных задач при построении идейного среза фундаменталь- ной науки является разработка периодизационной схемы ее развития с ключевыми, переломными событиями, лежащими в ее основе. Выявление та- ких событий (идей, теорий, открытий, законов) — чрезвычайно важная задача, ведь именно они открывают новые периоды и этапы в развитии науки. Разра- ботав и обосновав периодизацию науки, мы тем самым получим идейный срез ее развития, историю ее фундаментальных идей, теорий, законов и открытий, историю изменения фундаментальных парадигм. Можно также утверждать, что именно периодизация является основой при реконструкции истории науки или ее отдельных направлений, а переломные, знаковые события (топ-факты) в ней являются на определенных этапах ускорителями ее развития. Именно о них применительно к физике писал известный украинский физик-теоретик и историк науки А.И. Ахиезер: «Великие физические идеи сотрясают основы науки с такой же силой, как со- циальные революции — человеческое общество. Такие идеи определяют кульми на- ционные моменты в развитии физики, революции в физике и играют особую роль, так как… являются одновременно и самыми важными вехами во всей духовной ис- тории человечества» [7, c. 3]. 118 ISSN 0374-3896. Science and Science of Science. 2017. № 2 (95) Ю.А. Храмов В рамках построенной схемы периодизации целесообразно рассматри- вать историю формирования и развития ряда других, также важных идей и теорий, экспериментальных фактов и созданных на их основе научных на- правлений, но так, чтобы это описание не заслоняло общую картину разви- тия науки. Четкая, логически обоснованная периодизация позволяет лучше понять структурные особенности науки, преемственность и эволюцию ее идей, методов и концепций, тенденции развития, движущие факторы, поворотные моменты, выходы в практику и смежные дисциплины. Иначе говоря, при таком подходе история науки — это не описание всего того, что в ней сделано, а история ее основных идей, теорий и открытий. В подтверждение сказанного можно привести слова А. Эйнштейна и Л. Инфельда из предисловия к их книге «Эволюция физики»: «Здесь нет систематического изложения элементарных физических фактов и тео- рий, — писали они. — Скорее наше стремление состояло в том, чтобы широкими штрихами обрисовать попытки человеческого разума найти связь между миром идей и миром явлений. Мы стремились показать те активные силы, которые застав- ляют науку создавать идеи, соответствующие реальности нашего мира ... Сквозь лабиринт фактов и понятий мы должны были избрать столбовой путь, казавшийся нам характерным и значительным. Те факты и теории, которые не лежали на изб- ранном пути, мы должны были опустить. Наша основная цель вынуждала нас сде- лать определенный выбор фактов и идей ... Некоторые существенные направления мысли не были отражены не потому, что казались нам несущественными, а потому, что они не лежали на том пути, который мы избрали» [1, т. 4, с. 359]. Периодизация науки дает возможность в сочетании с хронологией событий и фактов полнее представить процесс ее развития, проследить точ- ки роста, генезис идей, направлений, эволюцию научных знаний. Но если схему воспринимать буквально, то может сложиться впечатление о четком, прямолинейном пути развития науки, ее отдельных направлений. В реаль- ном процессе развития науки всегда имело место немало остановок, ложных и обходных шагов, извилистых путей, прежде чем она доходила до истины. «История науки — отнюдь не линейная развертка серии последовательных прибли- жений к некоторой глубокой истины, — пишут И. Пригожин и И. Стен герс. — Ис- тория науки богата противоречиями, неожиданными поворотами» [1, с. 12]. После сказаного с необходимостью следует вариант построения исто- рии науки как истории фундаментальных идей, разработанных на их основе теорий, новых законов и открытий, своего рода научных инноваций, т. е. создание инновационной истории науки. В качестве примера рассмотрим переломные, ключевые события и факты в истории физики как сформировавшейся дисциплины, на основе которых построим периодизационную схему ее развития. Период же до на- чала физики как науки будем считать ее предысторией. Первым топ-событием в развитии физики как науки было экспери мен- тальное открытие Г. Галилелем в 1583 г. факта постоянства периода колеба- ний маятника при малых колебаниях (явление изохронности колебаний ISSN 0374-3896. Наука та наукознавство. 2017. № 2 (95) 119 Новый подход к построению истории фундаментальной науки маятника), положенное в основу маятниковых часов, ставших мощным средством эксперимента [9]. Следующим революционным событием было построение И. Ньютоном первой научной физической картины мира (механической картины при ро- ды), которая была изложена в его труде «Математические начала нату раль- ный философии» («Начала»), вышедшем в свет в 1687 г. «Начала» содержа- ли достаточно полное, математически стройное изложение основ механики, в частности основные понятия и аксиоматику механики, три закона движе- ния (законы Ньютона), закон всемирного тяготения, теорию движения не- бесных тел, постулаты об абсолютном времени, пространстве и движении, концепцию о дальнодействии, математический метод описания природы (свои «Начала» И. Ньютон изложил в форме дедуктивного геометрического трактата) [10]. Фундамент физики, который заложил И. Ньютон построе- нием своей механики — первой фундаментальной физической теории, ока- зался иск лю чительно прочным и до конца ХІХ ст. оставался нерушимым. Поэтому год публикации «Начал» (1687) можно считать этапным и принять за начало нового периода в истории физической науки — периода класси- ческой физики, который длился более двух столетий, пока возведенная И. Ньютоном и его последователями Ж. Д’Аламбиром, Л. Эйлером, Ж. Лагран- жем, П. Лапласом, У. Гамильтоном и др. грандиозная и величественная физи- ческая система с ее теорией пространства, времени и тяготения не начала разрушаться на рубеже ХІХ—ХХ ст. под напором новых фактов, не ук ла ды- вающихся в ее рамки. Период же 1583—1686 гг. — от Г. Галилея до И. Ньютона — следует счи- тать периодом становления физики как науки. После этого в течение двух столетий, т. е. периода классической физики, считалось, что суть всех физи- ческих явлений сводится к механическому движению и законы механики Ньютона управляют всеми процессами в природе и дают описание всего того, что в ней происходит. Первый ощутимый удар по учению Ньютона нанесла теория электро- магнитных процессов Дж. Максвелла — вторая после механики Ньютона ве- ликая физическая теория с ее новым видом материи — полем, разработанная в 1861—1865 гг., дальнейшее развитие которой углубило ее противоречие с классической механикой Ньютона и привело в конце концов к пересмотру ряда ее основных положений, к революционным изменениям [11]. Поэтому 1861—1865 гг. открывают новый этап в развитии классической физики. В 1895—1905 гг. был открыт ряд явлений и фактов, объяснить которые классическая физика не смогла в рамках существующих схем. Это рентге- новские лучи, радиактивность, преобразование химических элемен тов, об- наружение электрона, зависимость массы тела от скорости, освобождение атомной энергии, квантование энергии, относительность прост ранства, времени и одновременности, что, соответственно, положило начало кван- товой теории (М. Планк, 1900 г.) [12] и специальной теории относительнос- 120 ISSN 0374-3896. Science and Science of Science. 2017. № 2 (95) Ю.А. Храмов ти (А. Эйнштейн, 1905 г.) [1, т. 1]. Этап 1895–1904 гг. является временем революционных открытий и изменений в классической физике, когда она переживала процесс своего обновления, переход к новой, неклассической, физике, фундамент которой заложили специальная теория относительнос- ти (СТО) и квантовая теория. Начало ее целесообразно отнести к 1905 г., когда А. Эйнштейн создал СТО — новую теорию пространства и времени и превратил идею кванта энергии Планка в теорию квантов света, которые наиболее ярко продемон- стрировали отход от классических понятий и представлений, положив на- чало новой физической картине мира — квантово-релятивистской. При этом переход от классической физики к неклассической характеризовался не только возникновением новых идей, открытием новых неожиданных фактов и явлений, но и преобразованием ее духа в целом, возникновением нового способа физического мышления, глубоким изменением методоло- гических принципов. В результате период классической физики делится на три этапа. Пер- вый этап 1687–1860 гг. проходит под знаком полного господства механики Ньютона, его механическая картина мира совершенствуется, физика пред- ставляется целостной наукой. На втором этапе (1861–1894) Дж. Максвелл, используя новые идеи, непосредственно не следовавшие из классической механики, построил теорию электромагнитного поля, дав точные прост- ранственно-временные законы электромагнитных явлений в виде системы уравнений (уравнения Максвелла). Теория Максвелла получила развитие в работах Г. Герца, О. Хевисайда и Х. Лоренца, в результате была создана электродинамическая картина мира, но в рамках классической физики. На втором этапе возникшая статистическая физика ввела новый тип физичес- ких законов — статистических, нанеся удар по лапласовскому детерминиз- му. И третий этап (1895–1904) — это этап революционных открытий и изме- нений в физике, перехода к новой, неклассической, физике. В ней также выделяется ряд этапов, начало которых открывают вы- дающиеся факты. Как уже отмечалось, здесь точкой отсчета нового пути развития физики стал 1905 г. На нем широко используются идеи релятивиз- ма и квантов. В 1915 г. А. Эйнштейн, завершив обобщение СТО, построил общую теорию относительности (ОТО) — новую теорию тяготения, записав общековариантые уравнения гравитационного поля (уравнения Эйнш тей- на). Наряду с идеями релятивизма переход к новой физике еще в большей мере обусловливался зародившейся квантовой теорией, характеризующей- ся именно разрывом с классикой и широко используемой для описания атомных процессов. Этот этап завершается созданием квантовой механи- ки — четвертой после И. Ньютона, Дж. Максвелла и А. Эйнштейна фунда- ментальной физической теориии, в двух формах — матричной (В. Гейзен- берг, 1925 г.) и волновой (Э. Шредингер, 1926 г.) [13]. Она сформировала основные законы атомной физики. В результате на рассматриваемом этапе ISSN 0374-3896. Наука та наукознавство. 2017. № 2 (95) 121 Новый подход к построению истории фундаментальной науки была создана квантово-релятивистская картина мира, заменившая механи- ческую и электродинамическую картины. Уже с начала первого этапа неклассической физики ее магистральной линией стало стремление проникнуть в глубины материи, в микромир, ис- следовать физические явления во все меньших пространственно-временных масштабах. Следует заметить, что используя альфа-частицы как природные «снаряды» для бомбардировки атомов, Э. Резерфорд в 1911 г. обнаружил в атоме массивное положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена практически вся его масса (ядерная модель атома). В 1913—1914 гг. был открыт протон как ядро атома водорода — вторая после электрона элемен- тарная частица, и определен диаметр ядра — 10—12 см (диаметр атома состав- лял 10—8 см). Расширение в начале 30-х годов экспериментальной базы физики, в частности создание первых ускорителей заряженных частиц, со- вершенствование техники эксперимента привели в 1923 г. к открытию новых элементарных частиц — нейтрона (Дж. Чэдвик), позитрона — анти частицы электрона (К. Анденсон), построению протонно-нейтронной модели ядра (Д.Д. Иваненко, В. Гейзенберг). Открытие нейтрона как составляющей атом- ных ядер свидетельствовало в пользу существования новых сил неэлектро маг- нитной природы (ядерных) — сильных взаимодействий, с которыми Э. Резер- форд и Дж. Чэдвик столкнулись еще в начале 20-х годов. А открытие позитрона, предсказанного П. Дираком в 1928 г., явно указывало на фунда- ментальную симметрию природы — существование в ней частиц и античастиц. Вот почему 1932 г., когда физики проникли на новый уровень строения материи, в область атомного ядра (10—12 см), где действуют ядерные силы, целесообразно считать началом нового, второго, этапа в развитии физики [14]. На этом этапе (субатомном) приоритет удерживала ядерная физика. Он продолжался до 1955 г., когда ученым удалось проникнуть на новый уровень строения материи — на субъядерный уровень (10—13 см), в мир нуклона, ког- да, овладев новыми экспериментальными средствами, они начали непо- средственно исследовать структуру нуклона (опыты Хофштадтера) [5, c. 278—297]. Завершение этого этапа следует отнести к 1968 г. — году, непо- средственно предшествующему экспериментальному открытию фунда мен- тальных частиц материи — кварков. Этот третий этап (1955—1968) является этапом субъядерной физики, на котором приоритет отдавался физике элементарных частиц. Им завершается период неклассической физики. Следующий период, который назовем периодом постнеклассической физики, начинается в 1969 г., когда благодаря введению в строй в 1967 г. нового мощного ускорителя — Стэнфордского линейного ускорителя электронов с энергией 21 ГэВ, были получены экспериментальные доказа- тельства существования новых, сильновзаимодействующих, действительно фунда мен тальных частиц — кварков, предсказанных в 1964 г. независимо М. Гелл-Манном и Дж. Цвейгом [15]. Этим был достигнут переход на новый структурный уровень строения материи в область 10—16 см. Используя квар- 122 ISSN 0374-3896. Science and Science of Science. 2017. № 2 (95) Ю.А. Храмов ки, физики разработали теорию сильных взаимодействий — квантовую хромодинамику, на основе которой с привлечением теории электрослабого взаимодействия создали объединенную теорию сильных, слабых и электро- маг нитных взаимодействий, или модель кварков и лептонов и их взаимо- действий (Стандартная модель), что привело к построению новой картины мира — кварково-лептонной. В этот период лидирующей продолжала оставаться физика элементар- ных частиц, в которой были получено много фундаментальных результатов, однако бурное развитие получили также астрофизика и космология, тесно взаимодействующие с первой, — произошло как бы взаимодействие микро- физики и макрофизики. В частности, была рассмотрена история Вселен- ной, или сценарий ее развития от рождения в результате Большого взрыва до наших дней с привлечением теории элементарных частиц (С. Вейнберг, Ш. Глешоу). Мощная экспериментальная база наук о космосе (телескопы различных видов и назначения, детекторы космического излучения широ- кого диапазона, орбитальные обсерватории и космические аппараты и средства их доставки, возможности новой техники и т. д.) в сочетании с те- оретическим арсеналом физики, механики и математики дали возможность открыть много новых объектов и явлений в космосе. В результате сформи- ровался новый взгляд на Вселенную, в которой высокоэнергетические процессы играют решающую роль в ее динамике. «Классическая концепция Вселенной как спокойной и величественной системы, медленная эволюция которой регулируется потреблением ядерной энергии, ушла в прошлое, — говорил в своей Нобелевской лекции 2002 г. Р. Джиаккони. — Вселен- ная, которую мы знаем ныне, пронизана отголосками грандиозных взрывов и рез- кими изменениями светимости на больших энергетических масштабах. От началь- ного Взрыва и до образования галактик и их скоплений, от рождения и до смерти звезд высокоэнергетические процессы являются нормой, а не исключением в ходе эволюции Вселенной» [16, с. 438]. Сказанное выше дает основание искать ключевой результат в физи- ке мегамира. С нашей точки зрения, им может быть открытие в 1998 г. С. Перлматтером и др. ускоренного расширения Вселенной, сделанное с использованием данных наблюдений космического телескопа «Хаббл» [17]. От ветственной за это ускорение оказалась новая форма материи Вселен- ной — «темная энергия», математической записью которой является кос- мологическая постоянная. В результате сформировался новый взгляд на Вселенную, в которой наряду с обычным барионным веществом содержат- ся темная материя и темная энергия. Указанное открытие подтвердило раз- работанную в начале 90-х годов космологическую модель СДМ, являю- щуюся ныне Стандартной. Поэтому 1998 г. будем считать началом нового периода — периода новейшей физики. Используя рассмотренные ключевые результаты, полученные физикой за всю ее многовековую историю, построим ее периодизацию. ISSN 0374-3896. Наука та наукознавство. 2017. № 2 (95) 123 Новый подход к построению истории фундаментальной науки Периодизационная схема развития физики [18, с. 18] Предыстория физики, или период возникновения и накопления отдельных элементов физических знаний (III тыс. до н. э. — 1582) Эпоха ранних цивилизаций (III тыс. до н. э. — середина І тыс. до н. э.) Античность (VIII ст. до н. э. — V ст. н. э.) Средние века (VI ст. — XIV ст.) Возрождение (XV ст. — 1582) Период становления физики (1583—1686) Период классической физики (1687—1904) Первый этап (1687—1860) Второй этап (1861—1894) Третий этап (1895—1904) Период неклассической физики (1905—1968) Первый этап (1905—1931) Второй этап (1932—1954) Третий этап (1955—1968) Период (постнеклассической) физики (1969—1997) Период новейшей физики (с 1998) За всю свою многовековую историю наука накопила огромный факто- логический материал, требующий осмысления, систематизации и изло- жения в таком виде, чтобы у читателя возникло четкое и адекватное пред- ставление о действительном пути ее развития — не прямолинейном, а извилистом, с остановками, неожиданными поворотами, с победами и по- ражениями, правильно проставленными акцентами и приоритетами, не- искаженными событиями и фактами и т. д. Описать этот громадный набор фактов, установленных учеными, особенно сегодня практически невоз- можно и не нужно. Очевидно необходимо провести их селекцию, искусст- венный отбор, выбрав только ключевые, радикальные, которые ока зали особенно значительное влияние на развитие конкретной науки в целом или на ее отдельные направления, открывшие новые страницы в ее истории, показав их генезис, эволюцию, значение. Такими фактами являются фун- даментальные идеи, теории, законы, открытия, изобретения. Их можно ква- лифицировать как инновации, мощные ускорители развития науки и ее на- правлений. Именно их историю и следует подать в рамках со ответст вующий периодизационной схемы, это и будет, на наш взгляд, оптимальный вари- ант освещения истории какой-либо из фундаментальных наук, т. е. ее крат- кая история, рассматриваемая через призму ее основных результатов- инноваций, иными словами история ее инновационного развития, или ин- новационная история. Правда, ее следует сопроводить хронологией — сво- еобразной базой фактов, менее значимых, но также важных для развития какой-либо науки в целом и ее направлений. 124 ISSN 0374-3896. Science and Science of Science. 2017. № 2 (95) Ю.А. Храмов Такой подход к написанию истории науки применительно к истории физики и ее отдельных направлений автор разрабатывал с 80-х годов ХХ ст., начало которому положил его хронологический справочник «Биография физики» (1983) [19]. Затем он нашел продолжение в «Истории физики» (2006) [20]. Однако завершенный вид он приобрел в книге «Физика. Исто- рия фундаментальных идей, теорий и открытий» (2012, 2015) [18]. Раз- работанный подход можно экстраполировать и на историю общественно- политических и гуманитарных наук. Предложенный вариант освещения истории науки требует, очевидно, выработки критериев отбора фундаментальных и фундаментальнейших фак тов как основы для предлагаемого описания. Однако критерий тут один — неординарное значение факта для дальнейшего развития науки или ее какого-то отдельного направления. Такие топ-факты можно отобрать, про- анализировав фундаментальные специальные монографии, ставшие клас- сическими, научные обзоры ведущих ученых, книги и статьи по истории науки, Нобелевские лекции, экспертные оценки и анкеты. А автору, который возьмется за реализацию подобного замысла, необходимо хорошо владеть ис- торико-научными материалом, чтобы исполнять заданные «правила игры». В заключение хотелось бы отметить, что сама история науки время от времени требует обновления, нового взгляда на ход ее событий, новой их оценки, иначе говоря, написания ее с позиции сегодняшнего дня. О подоб- ной миссии писал и великий В.И. Вернадский: «История науки и ее прошлого должна критически составляться каждым научным поколением, и не только потому, что меняются запасы наших знаний о прошлом, открываются новые документы или находят новые методы восстановления про- шлого. Нет! Необходимо наново научно перерабатывать историю науки, вновь ис- торически идти в прошлое, так как благодаря развитию современного знания в прошлом получает значение одно и теряет другое. Каждое поколение научных ис- следователей ищет и находит в истории науки отображение научных течений своего времени. Двигаясь вперед, наука не только создает новое, но обязательно переоце- нивает старое, пережитое» [21, с. 173]. И предложенная здесь инновационная модель истории развития фун- даментальной науки, думаю, как нельзя лучше отвечает приведенному по- желанию В.И. Вернадского. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Эйнштейн А. Собрание научных трудов. М.: Наука, 1965–1967. 4 т. 2. Дорфман Я.Г. Всемирная история физики. С древнейших времен до конца ХVІІІ ве- ка. М.: Наука, 1974. 3. Жизнь науки. М.: Наука, 1973. 4. Дайсон Ф. Будущее физики // УФН, 1971, 103, 529—538. 5. Лауреаты Нобелевской премии по физике. Биографии, лекции, выступления. — Санкт-Петербург: Наука, 2009. Т. 2. 6. Гейзенберг В. Шаги за горизонт. М.: Прогресс, 1987. ISSN 0374-3896. Наука та наукознавство. 2017. № 2 (95) 125 Новый подход к построению истории фундаментальной науки 7. Ахиезер А.И. Развивающаяся физическая картина мира. Харьков: ННЦ «ХФТИ», 1998. 8. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. 6-е изд. М.: Изд-во ЛКИ, 2008. 9. Галилей Г. Избранные труды. М.: Наука, 1964. 10. Ньютон И. Математические начала натуральной философии. М.: Наука, 1989. 11. Максвелл Дж. Избранные сочинения по теории электромагнитного поля. М.: Госте- хиздат, 1954. 12. Планк М. Избранные труды. М.: Наука, 1975. 13. Хунд Ф. История квантовой теории. К.: Наукова думка, 1980. 14. Нейтрон. Предыстория, открытие, последствия. М.: Наука, 1975. 15. Фридман Дж. Глубоко-неупругое рассеяние. Сравнение с кварковой моделью (Нобе- левская лекция по физике 1990 г.) // УФН, 1991, 160, с. 104—127. 16. Джиаккони Р. У истоков рентгеновской астрономии (Нобелевская лекция по физике 2002 г. // УФН, 2004, 174, с. 427–438. 17. Перлмуттер С. Измерение ускорения космического расширения по Сверхновым (Нобелевская лекция по физике 2011 г.) // УФН, 2013, 183, с. 1090–1098. 18. Храмов Ю.О. Фізика. Історія фундаментальних ідей, теорій і відкриттів. К.: Фенікс, 2015. 19. Храмов Ю.А. Биография физики. Хронологический справочник. К.: Техника, 1983. 20. Храмов Ю.А. История физики. К.: Феникс, 2006. 21. Вернадский В.И. Труды по истории науки. М.: Наука, 2002. Ю.О. Храмов, доктор фізико-математичних наук, професор, завідувач відділу, ДУ «Інститут досліджень науково-технічного потенціалу та історії науки ім. Г.М. Доброва НАН України», e-mail: fenixprint@ukr.net НОВИЙ ПІДХІД ДО ПОБУДОВИ ІСТОРІЇ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЇ НАУКИ Викладено новий варіант написання історії фундаментальної науки через історію її клю- чових (проривних) ідей, теорій та відкриттів — наукових інновацій — в рамках певної періодизації, що доповнена історією ряду також важливих топ-фактів, також важливих для цієї науки в цілому та її окремих напрямів. Ключові слова: наука, фундаментальна наука, історія науки, периодизація, фізика. Yu.А. Khramov, Dsc (Phys.-Math.), professor, department head, G.M. Dobrov Institute for Scientific and Technological Potential and Science History Studies of the NAS of Ukraine, e-mail: fenixprint@ukr.net NEW APPROACH TO CONSTRUCTING THE HISTORY OF BASIC RESEARCH A new way of writing the history of basic research is proposed: through the prism of the history of its key (breakthrough) ideas, theories and discoveries (scientific innovations), in a chronological framework, supplemented by the history of top facts important for this science as a whole and its selected areas. Ключевые слова: science, basic research, science history, chronology, physics.

Новый подход к построению истории фундаментальной науки

Репозитарії

Схожі ресурси