Прогресс цивилизации основан на развитии научных знаний и технологий. Человеку цивилизованному нужна простая точка входа во все науки. Такое место, в котором открываются все двери к Знанию, и сразу ясно, в каком направлении идти дальше.
Деление всех знаний человечества на области наук условно, отчасти субъективно и обусловлено традициями. Тем не менее, существует практически объективный способ ранжировать науки по уровням так, чтобы ни одна не была забыта.
Принцип состоит в следующем. В каждой науке есть характерный размер изучаемых объектов. Наука изучает не только сами объекты, но также их взаимодействия и взаимоотношения. Взаимодействующие объекты образуют системы большего размера, которые в своей целостности становятся объектами изучения науки или группы наук следующего уровня.
Крупное складывается из мелкого, при этом происходит усложнение структур, в которых появляются новые (эмерджентные) свойства. Настолько новые, что они требуют других подходов и инструментов, образующих науку следующего уровня. Тот случай, когда размер имеет значение.
Уровней насчитывается девять
- Физика микромира изучает элементарные частицы и образуемые ими атомы.
- Химия изучает взаимодействия атомов, то есть химические реакции и образуемые ими молекулы — от простых неорганических до более сложных органических.
- Биохимия, молекулярная биология, биоинформатика, генетика, цитология изучают взаимодействия органических молекул — нуклеотидных и аминокислотных последовательностей внутри живой клетки, процессы функционирования клетки, в том числе одноклеточных организмов.
- Следующие разделы биологии изучают взаимодействия клеток многоклеточных организмов: гистология, анатомия, физиология. Палеонтология и эволюционная биология помогают восстановить историю развития жизни на Земле от древних форм до современных видов, в том числе человека.
- Науки о человеке включают антропологию и медицинские науки. Нейронауки, опираясь на знания о мозге, образуют основу для изучения поведения человека, когнитивистики и психологии.
- Социальные науки, опираясь на знания о человеке, изучают человеческое общество, взаимодействие людей во всём его коммуникативном многообразии: лингвистика, филология, социология, педагогика, культурология, искусствознание, история, политология, юриспруденция.
- Экономика и география изучают взаимодействие человеческих сообществ между собой и с окружающей средой. Технические и инженерные науки необходимы для создания инструментов и организации такого рода взаимодействий.
- Науки о Земле: география, геология, геофизика, климатология, экология — изучают естественные и антропогенные процессы, происходящие на нашей планете — на её поверхности, в недрах, в океане, в атмосфере.
- Астрономия, астрофизика, космология изучают явления в Солнечной системе, межзвёздном пространстве, галактике, видимой части вселенной, закладывают основу для возможной в будущем космической экспансии человечества.
Всё не так однозначно
Взаимопроникновения наук между соседними уровнями — дело обычное. Есть науки, занимающие промежуточное положение, такие как биофизика, генетика, антропология, когнитивистика, география.
Есть «зонтичные термины» — науки о жизни, науки о человеке, социально-гуманитарные науки, науки о Земле — которые претендуют на более широкий охват.
Вездесущая физика пытается охватить все уровни, начиная с краёв, описывая микромир и макромир, проникая во все естественные и технические науки, пытаясь (небесспорно и с переменным успехом) распространять свою методологию и на науки социально-гуманитарные.
Ни одна не забыта?
Где в этой схеме правильное место для математики, логики, философии? Где место для новомодных компьютерных наук и наук о данных?
Это науки об инструментах познания, им все размеры покорны. Они выстраиваются вдоль второй оси — объёма накопленных данных и знаний. Который характеризует как раз мощь инструментария. Она растёт постепенно, по мере развития цивилизации. Фактически, это ось времени, вдоль которой прослеживаются исторические тренды развития всех остальных наук.
Когда знаний мало, мы подменяем их правдоподобными рассуждениями, спекуляциями, гипотезами. Это философия. Первооснова, отправная точка всех наук. Ещё не наука. Скорее, протонаука.
На следующем этапе появляются измерения; мы фиксируем эмпирические факты, накапливаем данные, пытаемся их систематизировать. Отвергаем и пересматриваем гипотезы, перестраиваем систематизации. Исправляем ошибки, которые не замечали, когда рассуждали по наитию и философствовали. Создаём более точные теории и модели, основанные на измерениях. Пытаемся с их помощью что-то предсказывать, сравниваем модели по точности их предсказаний. Так по кругу, много раз, тысячи уточнений.
По мере развития теорий и моделей возрастает роль точных методов, возникает всё бОльшая потребность во всё более точном математическом аппарате для описания фактов.
Когда эмпирических фактов уже много, а теории либо несовершенны, либо слишком сложны, в игру вступают вычисления — анализ данных, машинное обучение и прочие инструменты компьютерных наук.
Вот и ответ на вопрос, как выглядит «точка входа», из которой просматриваются все науки. Представим её в виде матрицы наук.
Горизонтальная ось — пространственная, это характерные размеры объектов исследования. Вертикальная ось — временная, это постепенное совершенствование инструментов познания, от догадок к рассуждениям и философии, затем к накоплению эмпирических фактов и феноменологии, затем к управляемым экспериментам, расчётам, моделированию, физическим и математическим теориям. Долгий путь от мудрствований непросвещённых ко всё более точному описанию действительности.
Путешествие из философии в математику
Разные науки совершают своё историческое путешествие вдоль второй оси с разной скоростью. Они включались в него в разное время, и потому находятся сейчас на разных этапах развития. Первой была физика, за ней поспевает химия, следом биология, медицина, нейронауки. Правый фланг тоже тянется следом за физикой — астрономия, науки о земле, экономика. Социально-гуманитарные науки в центре проседают, позднее начав своё восхождение вверх от философии.
Чем больше знаний накоплено в науке, тем менее она нуждается в философствованиях. Которые обрамляют любое исследование — они необходимы, чтобы порассуждать в самом начале о мотивациях исследования, его целях и задачах, а в конце — об интерпретациях полученных результатов и открытых проблемах. Удельный вес такого рода «обрамляющих рассуждений» становится всё меньше по мере восходящего развития данной области науки.
Что же не так с философией?
С ней всё так. Была, есть и остаётся протонаукой, уважаемой и почитаемой прародительницей всех наук.
Вот только философ, не обогативший себя предметными знаниями естественных и социально-гуманитарных наук, в их современном состоянии, так и остаётся на уровне философствований, «мудрых рассуждений»… Сократа, Платона, Аристотеля…