Кратко по Куну: научная революция — переход от «нормальной науки» через накопление аномалий к кризису и замене парадигмы; парадигма включает не только теории, но методы, образцы решений, онтологию и ценности научного сообщества. Ниже — причины и философские следствия такого перехода на примере перехода от ньютоновской механики к релятивистской физике.
Причины революции (факторы, вызвавшие смену парадигмы)
- Эмпирические аномалии: эксперименты не согласовывались с ожиданиями ньютоновской/галилеевой трансформацией (напр., опыт Майкельсона—Морли — отсутствие эфира).
- Теоретическое напряжение: уравнения Максвелла давали постоянную скорость света $c=\frac{1}{\sqrt{{\epsilon }_0{\mu }_0}}$, несовместимую с галилеевой инвариантностью и с сохранением формы законов при преобразовании координат.
- Концептуальная неудовлетворённость: необходимость согласовать электродинамику и механику потребовала пересмотра фундаментальных представлений о пространстве и времени.
- Методологические и эстетические доводы: простота и универсальность принципа инвариантности скорости света и принципа относительности побуждали к новой теоретической конструкции.
Ключевые изменения в парадигме (что конкретно меняется)
- Время и пространство: вместо абсолютного времени и пространства вводится единство пространство-времени; потеря абсолютной одновременности. Ньютоновские преобразования $t^{\prime }=t,x^{\prime }=x-vt$\; заменяются лоренцевыми:
$$t^{\prime }=\gamma \left(t-\frac{vx}{c^2}\right),x^{\prime }=\gamma (x-vt),\gamma =\frac{1}{\sqrt{1-v^2/c^2}}.$$ - Инварианты и симметрии: группа симметрий меняется с Галилея на Лоренца; вместо инварианта «время» появляется инвариант интервала $d{s}^2=c^{2}d{t}^2-d{\mathbf{x}}^2$.
- Динамка и количественные законы: классический закон векторной формы $\mathbf{F}=m\mathbf{a}$ требует модификации при скоростях, сравнимых с $c$; импульс и энергия обретают релятивистскую форму, напр. $\mathbf{p}=\gamma m\mathbf{v}$, $E=\gamma m{c}^2$ и для покоя $E=m{c}^2$.
- Методология: акцент смещается к принципиальным теориям (принцип относительности, инвариантность скорости света, симметрии) и мысленным экспериментам вместо чисто механистических моделей эфира.
Философские следствия (по Куну и далее)
- Изменение онтологии: исчезновение «абсолютного времени» и эфира — смена базовых сущностей мира. То, что раньше считалось фундаментальным (одновременность, отдельное пространство и время), перестаёт быть имеющим универсальный статус.
- Инкомменсурабельность и смена значений терминов: термины вроде «время», «пространство», «масса», «скорость» меняют смысл; полная переводимость описаний между парадигмами затруднена — разные стандарты объяснения и критерии истины.
- Теория-лагность наблюдений: наблюдения становятся зависимыми от теоретического фрейма (как их фиксируют, интерпретируют, какие измерения считаются корректными).
- Рациональность выбора парадигмы: выбор между парадигмами частично определяется эмпирией, частично — нематематическими факторами (продуктивность, простота, соответствие образцам); это поддерживает представление Куна о том, что смена парадигмы не полностью дедуктивно-рациональна.
- Исторический и прагматический реализм: несмотря на инкомменсурабельность, присутствует преемственность — соответствие классических законов в пределе малых скоростей (принцип соответствия): релятивистские выражения стремятся к классическим при $v\ll c$. Это даёт основания для умеренного реализма/прагматизма: старые теории — приближения новой в своей области применимости.
- Изменение представлений о методе науки: революция подчёркивает роль принципов, симметрий и математической структуры (например, геометрия Минковского), а не только эмпирического нагромождения фактов.
Краткое резюме взаимодействия Куна и примера
- По Куну: переход от ньютоновской механики к релятивистской — классический случай: накопление аномалий → кризис → замена парадигмы, сопровождаемая изменением фундаментальных понятий и критериев научности.
- В то же время имеется непрерывность: релятивистская теория включает ньютоновскую как предельный случай ($v\ll c$), что смягчает жесткую интерпретацию полной инкомменсурабельности и указывает на эмпирическую и частичную рациональность смены парадигмы.
Если нужно, могу кратко показать конкретные экспериментальные факты (Майкельсон—Морли, инвариантность скорости света, отклонения в электродинамике) или разобрать, как меняется понятие массы (инвариантная масса vs релятивистская масса).