Данный материал является расширенным и дополненным научно-историческим обзором по развитию одной из научных дисциплин, позволившей совершить новую научно-техническую революцию мирового масштаба в сфере – электронике (краткий обзор представлен в журнале "Энергия ХХI века" от автора данного канала). Развитие электроники рассматривается с позиции парадигмальной теории Томаса Куна, а также особых закономерностей, взаимосвязанных между собой, и характерных как сугубо для электроники, так и для любых других дисциплин в целом; в обзоре приводятся научные достижения и их недостатки по каждой отдельной парадигме данной научной дисциплины; особое внимание уделено перспективным направлениям в данной отрасли, а также новому научному подходу – конвергенции наук.
Данные для обзора были собраны из различных открытых источников в интернете и учебных пособий, список которых будет предоставлен в конце каждой отдельной публикации.
Данная информация предназначена для широкого круга читателей.
Приятного чтения!
Глава 1. Введение в парадигмальную теорию развития науки Томаса Куна.
«Древние нации считали, что всё в мире взаимосвязано друг с другом…» (с) Линн Фостер.
Современная физика характеризуется множеством конкретных теорий, идей, концепций, школ, парадигм. Подобный плюрализм вполне естественен и свидетельствует о том, что поиск объективно истинного знания о бесконечно разнообразной природной реальности приводит к становлению множества теоретических моделей. Разумеется, возникает потребность выделить наиболее фундаментальные формы знания. Именно таковыми являются фундаментальные парадигмы в физике.
Парадигма – признанные всеми научные достижения, которые в течение определённого времени дают научному сообществу модель постановки проблем и их решения.
Роль парадигм в науке очень велика, поскольку они являются выражением и распространением научной теории. Их главная задача состоит в том, чтобы сообщить учёному, какие сущности есть в природе, а какие – отсутствуют, и указывать, в каких формах они проявляются. Информация такого рода позволяет составить план, детали которого освещаются зрелым научным исследованием.
Механизм становления парадигмы описывается следующим образом. При появлении новой парадигмы сначала ищут определённые константы, которые косвенно её подтверждают. Затем производится поиск фактических определений, которые непосредственно подтверждают предсказания выдвигаемой парадигмальной теории. Далее начинается использование особых видов аппаратуры, эксплуатация которых влечёт за собой допущение, что будут иметь место только определённые виды условий. Таким образом, новые средства исследования могут развиваться в пределах одной области науки, при этом их восприятие в другой области создаёт кризис.
Под понятием кризиса подразумевается необходимость расширения или замены уже существующих парадигм. Любой кризис начинается с сомнения в парадигме или последующим расшатыванием правил исследования и заканчивается одним из трёх возможных исходов:
1. Учёные всё же находят решение возникшей проблемы.
2. Проблема не решена из-за положения вещей на данный момент времени, но решение, возможно, будет найдено будущими поколениями исследователей благодаря более совершенным методам.
3. Кризис разрешается только с возникновением новой парадигмы.
Переход от старой парадигмы к новой не является расширением или доработкой старой парадигмы. Для большей ясности приведём замечание одного наблюдательного историка. Он писал, что для смены парадигмы нужно "дотянуться до другого конца палки", поскольку этот процесс представляет собой "трактовку того же самого набора данных, который был и раньше, но теперь их нужно разместить в новой системе связей друг с другом, изменяя всю схему" [1-2].
Важно отметить особенность развития новых парадигм - новая парадигма возникает в зародыше ещё до того, как кризис зашёл слишком далеко или был явно осознан. Явным признаком назревающих перемен является появление «аномалий» - неопределённостей в теории, которых бывает достаточно для внедрения новых способов рассмотрения данной области исследования, и которые невозможно объяснить в рамках существующей теории.
Получается, что кризис - это прелюдия к возникновению новых теорий. Возникновение новой теории окончательно порывает с одной традицией научной практики и вводит новую, осуществляемую посредством других правил и в другой области рассуждения. Следовательно, происходит изменение процедур исследовательского процесса и смена ожиданий для определённой части научного сообщества. Следует отметить, что революция в науке, вызванная сменой парадигм, может быть большой и малой, причём некоторые революции затрагивают только членов узкой профессиональной подгруппы. Для таких подгрупп открытие нового и неожиданного явления может быть революционным само по себе. Это означает, что парадигмы не только отличаются содержанием, но также выражают особенности науки, которая их создала.
Таким образом, парадигмальную теорию можно называть универсальной и применимой как к различным научным направлениям в отдельности, так и к науке в целом.
Источники:
1. Кун С.Т. Структура научных революций. С вводной статьёй и дополнениями 1969 г. /С.Т. Кун;– М.: Прогресс, 1977. – 300с
2. Kuhn Т.S.The Copernican Revolution. /Т.S. Kuhn;Cambridge, Mass., 1957, p. 138.
Список статей канала по данной теме:
Парадигмальная модель развития электроники. Глава 1. Введение в парадигмальную теорию.
Глава 2. Взаимодополняющие законы развития науки, технологий и общества.
Глава 3. История развития мировой электроники. Часть 2. Парадигма вакуумной электроники.
Глава 3. История развития мировой электроники. Часть 3. Парадигма твердотельной электроники.
Глава 3. Смена стратегии развития электроники XXI века. Новые подходы. Часть 5. Спинтроника.
Глава 3. Смена стратегии развития электроники XXI века. Новые подходы. Часть 6. Фотоника.
Глава 3. Смена стратегии развития электроники XXI века. Новые подходы. Часть 7. Биоэлектроника.
Глава 4. Электроника. Вызовы XXI века. Перспективы дальнейшего развития.