21 a. mokslo idėjos ir švietimas

Mokslas iš esmės yra gerai organizuota tikėjimo sistema. Ir kaip kiekvienoje religijoje, moksle irgi atsiranda fanatikų.

Taip pat kviečiu paskaityti: Jie degino eretikus, ar ne?

Vyraujanti 18-20 a. gamtos ir socialinių mokslų išraiška buvo mechanika. Mūsų mokyklose perteikiama niutoniškoji (pozityvistinė) pasaulio samprata.

Švietimas yra konservatyviausia socialinė institucija. Tik per šimtmečius mokslo idėjos ir teorijos pajėgdavo įsilieti į švietimo turinį, procesus ir struktūrą. Tačiau 20 a. buvo daug poslinkių gamtos, tikrovės ir epistomologijos mokslinėse koncepcijose: reliatyvumo teorija, kvantinė mechanika, Godelio teorema, Heizenbergo neapibrėžtumo principas, DNR ir, nuo šimtmečio vidurio, chaoso, informacijos apdorojimo bei sudėtingų sistemų teorijos. Tad 21-me amžiuje būties samprata iš mechaninės gali pasikeisti į organinę.

Kiekvienas istorijos laikmetis save laikė esminių pokyčių nešėju. Ir dabar tai sakome. Ir viena iš naujųjų sampratų, kad evoliucijos pagrindinis variklis yra mokymasis.

Pozityvizmas

Mūsų pažiūras politikoje, organizaciniuose pokyčiuose ir vystymesi labiausiai apsprendžia intelektualinė veikla, prasidėjusi nuo 17 a. sukurtos fizikinės mechanikos. Ir nuo tada kalbame apie vyriausybės mašiną, institucijų pertvarką, instrukcijų ruošimą (taikymą), analizę bei ataskaitas.

Industrinio amžiaus pagrindas yra teorijos, kad Visata veikia kaip mašina. Vientisos, mechaninės ir prognozuojamos Visatos įvaizdis ne tik apibrėžė mokslo ir technologijų vystymąsi, bet ir tapo dominuojančia sąvoka politikoje, ekonomikoje, organizacinėje veikloje bei švietime. JAV konstitucija reguliuoja politines jėgas siekdama stabilumo; ekonominės teorijos analizuoja tendencijas, kuria įvedimo- išvedimo matricas ir siekia stabilumo. Ir mokslas gali būti aprašomas kaip įvedimo-išvedimo-pasekmių sistema, kurią teisinga politika gali padaryti efektyvesne.

Pozityvizmas yra tikėjimas, kad moksliniai metodai gali padėti suprasti fizikinę tikrovę ir prognozuoti ateitį. Laplace vis tik sakė, kad turėdamas pakankamai faktų negali tiksliai spėti ateities, bet žinoti praeitį. Pozityvizmas buvo filosofinis atsakas į naujų technologijų kūrimą ir pritaikymą buityje, gamyboje ir karyboje.

1810-ais įkurtas Berlyno universitetas tapo sėkmingos aukštojo mokymo sistemos etalonu. 19 a. viduryje šiuolaikiniai universitetai beveik pakeitė religinių ordinų įkurtus tradicinius universitetus. 19 a. pabaigoje įsigali sekuliariosios mokymo sistemos pabrėžiančios mokslinį, inžinerinį ir žemdirbystės pažinimą. Alternatyviosios sistemos yra švietimo periferijoje.

Visame pasaulyje viešosios mokyklos panašios - sugraduotos klasės, išsilavinę sertifikuoti mokytojai, standartinis mokymo turinys pagal atskirus mokymo dalykus, egzaminai. Visuotinai mokyklose mokoma kalbos, matematikos, gamtos, socialinių mokslų, religijos ar kultūros su neplačiais "praktiniais" įgūdžių ir fizinio mokymo intarpais. Taigi, jų struktūra ir metodai iš pozityvistinės sekuliariosios tikrovės.

Niutoniškasis mokslas

1750-1900 m. laikotarpiu kapitalizmas kartu su technologija užkariavo pasaulį ir sukūrė pasaulinę civilizaciją. Šis pokytis iš esmės paveikė žinių svarbą. Bet kodėl įsigalėjo niutoniška pasaulio samprata?

Pozityvistinė pasaulio samprata prasidėjo nuo Galilėjaus, maniusio, kad empiricizmas ir Koperniko Žemės pašalinimas iš Visatos centro pertvarkys gamtos ir tikrovės sampratą. O nuo Niutono, tikėjusio, kad jo dėsniai pritaikomi ir moralės filosofijoje, Didžioji Būties grandinė socialinėje ir politikos plotmėje pakeista mechanika.

Niutono dėsnių paprastumas ir jų panaudojimas pasaulio paaiškinimui ir technologijos vystymui įtakojo 18-19 a. mąstytojų minčių tėkmę. Niutono visatos modelis buvo sėkmingai pritaikomas naujose srityse, nes industrinė visuomenė tam sudarė palankias sąlygas.

Dekartas (žr. R.Descartes. Cogito ergo sum) mechanikos dėsnius taikė biologijoje, psichologijoje ir medicinoje. Dž. Lokas tvirtino, kad žmonių bendruomenės problemos turi racionalųjį sprendimą - "kaip dujų atomai nusistovi pusiausvyroje, taip ir asmenys visuomenėje nusistovi.'gamtos būsenoje'". Tad vyriausybės ne tam, kad savo valia nurodinėtų žmonėms, o padėtų realizuoti natūralius dėsnius egzistavusius iki vyriausybių susidarymo.

Pagrindinis pozityvistinio požiūrio principas:

Egzistuoja absoliuti, nekintanti ir apibrėžiama tikrovė, kurioje vyksmas prognozuojamas, nes paklūsta dėsniams. Neapibrėžtumai ir dviprasmybės kyla tik dėl informacijos [ar teorijos] stokos. Visa veikia vienoje laiko-erdvės plotmėje. Visi teiginiai joje arba teisingi, arba klaidingi. Visatos struktūra griežtai hierarchinė, - atomai sudaro molekules, šios ląsteles ir organizmus. Visata sudaryta iš atskirtų ir nesąveikaujančių dalelių. Atskiri atomai ir tarp jų veikiančios jėgos gali paaiškinti fizinį pasaulį.

Žmogaus sąmonė yra už fizinio pasaulio. Gamtą pažįstame ją tirdami. Gamta yra 'kita' nei ems, tad ją galima įveikti ir išnaudoti.

Elektromagnetizmas, evoliucija ir termodinamika

20 a. elektromagnetinės jėgos atradimas įtraukė supratimą apie laukus nepriklausomus nuo materialiųjų kūnų. Ir dar - jie nepaprastai greitai keliauja erdve bangų forma. Geologai Visatą su Žeme joje interpretavo kaip evoliuciją. Darvino evoliucijos hipotezė biologijoje sudaužė Visatą, kaip mašiną, kažkada pastatytą Sutvėrėjo. Ji buvo pradėta vaizduoti kaip besivystanti iš paprastesnių formų į sudėtingesnes. Vystymosi koncepcija yra Kanto, Hegelio, Markso ir Spenserio sistemų pagrindas.

Antrasis termodinamikos dėsnis perteikė, kad energija uždarose sistemose išsisklaido didindama entropiją. Tvarka gali būti pasiekiama tik imant energiją iš aplinkos. Tai leido sukurti atvirų sutvarkytų sistemų teoriją. Už šios srities darbus Ilja Prigogene gavo Nobelio premiją. Matematiniai tyrinėjimai chaoso teorijos rėmuose išaiškino fraktalus ir kitus tiksliai matematiškai aptašomus vizualiai sudėtingus darinius. Chaoso (ar triukšmo) įtaka jaučiama bangų sklidime, cheminių reakcijų metu, puslaidininkiuose, kaip ir gyvūnų populiacijose bei medicininiuose sutrikimuose (širdies aritmija ar epilepsijos priepuoliai).

Chaoso matematika gerai pademonstruojama James Yorke populiacijų tyrinėjimais. Jis išvedė formulę Xn+1 = RXn (1-Xn), kur X yra populiacijos dydis (skaičius iš 0-1 reiškiančio 0 - 1000) ir R atsinaujinimo procentas.

Kaip pradinę reikšmę paimkime 500. Įdomu, kad esant 1% atsinaujinimui populiacijai lėtai nunyksta po 100 kartų. Prie 1,5% ji mažėja ir sustoja ties 333. Ties 2,5 ji padidėja iki 600 ir sustoja. Bet kai R = 3%, prasideda keistybės - populiacija nesistabilizuoja, maždaug 40 kartų ji šokinėja ties skirtingomis reikšmėmis ir tada svyruoja ties 689 ir 643. Tai buvo pavadinta bifurkacija. Esant 3,5% bifurkacija sukasi apie keturias reikšmes. Prie 3,75% skaičiai aklai ir chaotiškai kaitaliojasi, ir kai R=4% populiacija per kartą pašoka iki 1000 ir tada išnyksta.

Reikšmės tarp 3 - 4% nusako chaosą, kai pokyčiai neprognozuotini. Michael Feigenbaum spėjo, kad taške, kai tvarkinga sistema pradeda elgtis chaotiškai, turi būti pastebimas periodo pasidubliavimas. Buvo nustatyta Feigenbaum konstanta ir parodyta, kad tai taikoma nemažai chaotiškų sistemų daliai.

Panašūs reiškiniai aptikti ir kitose srityse. Lorentz (MIT) tirdamas orų duomenis nustatė Keistus traukos taškus. Mandelbrot (IBM) apibrėžė sudėtingų objektų aibės lygtį ir pradėjo fraktalų kryptį. Barnesley (Šiaurės Karolina) sukūrė save atgaminančios organinės struktūros algoritmą.

Visų šių sistemų bendrumai:
a) pradinės lygtys gana paprastos;
b) iteraciniai skaičiavimai;
c) rezultatų pasiskirstymai - nunykimas link 0; stabili būsena; bifurkacijos prieš chaotišką elgseną;
eksponentinis šuolis link begalybės;
d) naudojamas parametras veikiantis skaičiavimus.

Reliatyvumo teorija ir kvantinė mechanika

Skaitykite: Bendroji reliatyvumo teorija

"Visata suvokiama kaip didinga mintis" (J. Jeans). 20 a. teorijos išsklaidė supratimą apie paprastos sandaros pasaulį valdomą mechanikos dėsnių. Kas galėjo tikėtis, kad elementariosios dalelės nėra stabilius, kad Visata plečiasi kurdama naujas struktūras ir gyvybę?

Reliatyvumo teorija parodė, kad pasaulio supratimas priklauso nuo stebėtojo. Kvantinė mechanika per Makso Planko lūpas pateikia netikėtą šviesos dalelės ir bangos vienu metu supratimą. Kokia yra šviesa priklauso nuo stebėtojo tikslo ir įrankio. Be to visa Visata sudaryta iš nuolat besikeičiančių dalelių, kurias dabar lipdo iš kvarkų apibūdinamų tokiomis savybėmis kaip "žavesys" ir "grožis". Šiuolaikinėje fizikoje turime judesį ir energiją. Tai, kad tikrovė nėra materiali, o masė yra tam tikra energijos rūšis išreiškia garsioji formulė e=mc2.

Visata iš mašinos virto viena kintančia visuma, kurios dalis tarpusavyje susipynusios ir gali suvokiami tik kaip kosminiai procesai. Bet tai leido svarbius praktinius pritaikymus - sukurta atominė bomba ir atominės jėgainės, lazeriai bei mikroschemos. Bandyta naujas mokslo ir tikrovės koncepcijas pateikti visuomenei - Whitehead'as, Capra (Fizikos dao), Zukavas (Šokantys Wu Li mokytojai), Zoharas ir Maršalas (Kvantinė visuomenė) ir kiti.

Sudėtingos sistemos

Mokyklos šias temas pradėjo įtraukinėti į mokymo programas. Tačiau visos šios koncepcijos sunkiai skynėsi kelią į mokyklas. Štai Waldrop išvardinti klausimai, kurių nedera klausti mokykloje:

a) kaip pirmapradė amino rūgščių jūroje atsirodo pirmasis gyvas organizmas?

b) Kas yra gyvybė? Ar kompiuterių virusas yra 'gyvas'?

c) Kodėl atskiri vienaląsčiai susijungė į žuvis, vabzdžius, ir, kažkaip, į žmones?

d) Kaip atsitiktinės mutacijos sukūrė tokias sudėtingus organus kaip akis, inkstai ar smegenys?

e) Kodėl žmonės kaip ir kiti gyvūnai jungėsi į šeimas, gentis, tautas ir kitas bendruomenes? Iš kur yra pasitikėjimas ir bendradarbiavimas? Kodėl jie klesti?

Mokslas moko analizuoti, o ne kurti (pavyzdžiui gėlę). John Holland, neurologinių tinklų pradininkas, įvedė sudėtingų sistemų sampratą. Jos pasižymi tam tikromis savybėmis:

1. Sudarytos iš daugelio vienu metu veikiančių 'agentų'. Ekonomikoje tai gali būti įmonės, tarptautinėje prekyboje - ištisos tautos. Kiekvienas jų veikia sąveikaudamas su kitais agentais ir reaguodami į kitų agentų veiklą. Tad sistemoje nieko nėra pastovaus.

2. Sistemos valdymas paskirstytas. Sistemoje nėra pagrindinio valdytojo. Sistema tvarkosi per agentų konkurenciją.

3. Turi daug organizacijos lygių, kai žemesnio lygio agentai yra sudėtinės aukštesnių lygių dalys. Pvz., smegenyse neuronų grupė valdo kalbą, kita - judesius ir t.t. Skyriai sudaro padalinius, o iš jų sudarytos įmonės, ekonominiai sektoriai ir pagaliau, pasaulinė ekonomija.

4. Sistemos sudedamosios dalys nuolat keičiamos, pertvarkomos, atnaujinamos.

5. Tam tikrame giliame lygyje visi apsimokymo, vystymosi ir prisitaikymo procesai vienodi.

6. Jos spėja ateitį. Tie numatymai yra aktyvūs ir veikiantys poelgius.

7. Turi daug atšakų, kurių kiekvienoje gali veikti atskiras agentas. Kaip džiunglėse yra vietos tinginiams, taip ekonomikoje yra vietos programuotojams, santechnikams ir akvariumo žuvyčių parduotuvėms. Bet kurios nišos užėmimas sukuria naujas nišas.

Sistema, nustojusi keistis, nepasidalo stabili - ji miršta. Galimybių aibė tokia didelė, kad nėra galimybės pasiekti absoliutų optimumą. Galima tik pagerinti savo padėtį kitų agentų atžvilgiu.

Teigiamo grįžtamojo ryšio ir pajamų didėjimo teorija nesutelpa klasikinėje ekonomikoje. Ji sako, kad inovacija gali sukelti daugybę pokyčių, kai padidėja poreikis ir skatinami naujos panašios inovacijos. Skaičiavimų, IT ir telekomunikacijų istorija tai įrodo. Ją paneigti bando tarptautinės prekybos reguliavimo pastangos bei JAV vyriausybės antpuoliai prieš "Microsoft".

Naujojoje ekonomikoje "gamybos priemonės" nėra svarbiausias dalykas. Tai dabar informacija. Vertė sukuriama "produktyvumu" bei "inovacija", kurių pagrindas yra žinios. Adaptyvinių sistemų pagrindas yra centralizuota informacija ir mokymasis, kurie didina organizacijų efektyvumą ir skatina jų augimą. Vadovai turėtų ne skaičiuoti vidurkius, bet analizuoti duomenis ieškodami to, ko nesitikiama.

Kelly tai susistemino "Devyniais dievo dėsniais":

1. Paskirstyta būtis: naujos bendrijos, idėjos kyla iš sąveikaujančių dalių sričių;

2. Valdymas iš apačios į viršų. Vienalaikiai susiję veiksmai, o ne vadovybės nurodymai.

3. Didėjančios pajamos - vertingas idėjas reikia naudoti pakartotinai.

4. Augimas etapais - pradedant nuo veikiančios paprastos sistemos ir ją plečiant.

5. Padidinkite pakraščius. Didinkite įvairovę, iš kurios kyla naujos idėjos

6.. Atsižvelkite į klaidas, kurios yra sudėtinis bet kokio vystymosi dalys. Evoliucija kaio sėkmingas klaidų valdymas.

7. Nesiekite maksimumo, turėkite kelis tikslus. Sudėtinga sistema išsilaiko tik per funkcijų daugybę.

8. Siek nuolatinės pusiausvyros pakeitimo - tai būsena ties chaoso riba.

9. Keis pakeitimus. Sudėtingos sistemos išvysto savo pasikeitimo taisykles.

Mokslas ir lavinimas

Formalusis mokymas, mokyklos ir universitetai turi visus požymius tai, kas chaoso teorijoje vadinama Keistais traukos taškais. Susikūrė po 100 m. po Niutono fizikos, paruošusios terpę industrijos amžiaus technologijai ir mažai pasikeitė pasikeitus pažinimo sritims. 21 a. švietimas turėtų pilnai įsileisti 20 a. mokslo revoliucinius pasikeitimus. Ir pats mokymas turi persiimti sudėtingų sistemų dvasia. Dar kartą peržvelkite jų požymius.

Ateities žmogus
Ig nobel premija
Mechaninis žvėrynas
Apylankos į naudą
Gyvenimas po mirties
Paslėpti erdvės matavimai
Hobitai ir "Homo erectus"
Atsiradimai ir paaiškinimai
Matematikos pradžia Lietuvoje
Kvantinės mechanikos ribotumas?
Galvaninės teorijos pradžia
Laplasas: asmenybė ir veikla
Dž. Bruno mirtis ir nemirtingumas
Juodosios skylės ne tokios jau ir juodos
Mokslo riboženkliai: 1867-ieji – kartų kaita
Intuicijos ribojimas matematikoje 19-me amžiuje
Lynn Margulis ir Gajos koncepcija
8 alternatyvūs energijos šaltiniai
Nepaprastos vandens savybės
P. Fejerabendas prieš mokslą
Ar visad tai tik paramokslinės idėjos?
Stivenas Hokingas – nenurimstantis invalidas
Labai prasta balerina ir šuolis laike?
Savaime besiorganizuojantis kvantinis pasaulis
Betarpiško pažinimo problema 17 a. filosofijoje
Thomas Huxley – išgarsėjęs anglų savamokslis
Kibernetikos istorijos etiudai, V. Nalimovas
Kvantinė chemija – ateities mokslas?
1801 m. – prieš patekant naujai saulei
Visata: nuo šičia link begalybės
Kvantinio pasaulio katinai
Chaosas linksta link sinergetikos
Specialioji reliatyvumo teorija
Seniausias pasaulyje analoginis kompiuteris
Visatos topologija: pradžiamokslis
Naujausias kreacionizmo veidas
Tiltas per Beringo sąsiaurį
Nekritinė stygų teorija
Kodėl dangus žydras?
Stikliniai laidai
Geodinamika
Vartiklis