Những phát hiện lớn lao trong lĩnh vực khoa học tự nhiên, trước hết là trong vật lý học, vào cuối thế kỷ XIX, đầu thế kỷ XX đã mở đầu cho cuộc cách mạng trong khoa học tự nhiên hiện đại. Gần một thế kỷ đã trôi qua, nhưng cuộc cách mạng ấy vẫn còn đang tiếp tục với nhịp độ ngày càng tăng và quy mô ngày càng lớn.
Nếu cuối thế kỷ XIX, với các phát minh ra tia X và electron, các nhà khoa học đã chọc thủng lớp vỏ điện tử của nguyên tử nghĩa là đã đạt tới kích thước 10-8
cm thì đến những năm ba mươi của thế kỷ XX các nhà khoa học đã từ lớp vỏ nguyên tử tiến sâu vào hạt nhân nguyên tử; đến những năm 50 – 60 đã tiến từ hạt nhân nguyên tử tới các hạt cơ bản. Càng đi sâu vào thế giới vi mô, các nhà khoa học càng thu được nhiều bằng chứng xác nhận một cách rực rỡ tiên đoán mà V.I.Lênin đã nêu lên hơn nửa thế kỷ trước, khi mới chỉ phát hiện ra electron: “điện tử cũng vô cùng như nguyên tử, tự nhiên là vô tận”37, 407. Suốt mấy chục thế kỷ, người ta vẫn tin rằng nguyên tử là hạt vật chất cuối cùng không thể phân chia được nữa. Việc phát minh ra electron vào năm 1897 đã làm cho nhiều người sửng sốt và nhận ra rằng quan điểm đó là sai lầm. Tuy vậy, người ta lại cho rằng electron bây giờ đóng vai trò của nguyên tử – vai trò là những viên gạch đầu tiên của lâu đài vũ trụ. Hơn ba chục năm sau, cùng với điện tử (e), người ta còn phát hiện ra các hạt cơ bản khác: prôton, nơtron – những hạt cơ bản tạo nên hạt nhân nguyên tử, và đến những năm 50 số các hạt cơ bản cùng các phản hạt của chúng được phát hiện đã lên
tới xấp xỉ 30. Từ đó sự phát hiện ra các hạt mới diễn ra ngày càng dồn dập và hiện nay số các hạt, phản hạt cùng tất cả các trạng thái điện tích khả dĩ phát hiện được đã xấp xỉ tới hàng trăm. Bản thân electron trước đây tưởng là rất đơn giản, song ngày nay người ta cũng đã thấy rằng đó là một đối tượng cực kỳ phức tạp. Cuộc tiến công vào thế giới vi mô vẫn còn đang tiếp tục và càng tiến công vào bề sâu của vật chất, con người ngày càng phát hiện ra nhiều điều kỳ quái, lạ lùng.
Cùng với cuộc tiến công vào thế giới vi mô, khoa học hiện đại cũng mở rộng cuộc tiến công vào thế giới siêu vĩ mô và ở đây đang diễn ra cuộc cách mạng khổng lồ có thể so sánh với cuộc cách mạng do học thuyết Côpecnich gây ra. Việc phóng các vệ tinh nhân tạo, các con tàu vũ trụ có mang theo các thiết bị nghiên cứu khoa học cùng các nhà khoa học làm việc dài ngày trong khoảng không vũ trụ đã mở ra một trang sử mới trong lĩnh vực nghiên cứu này. Những phát minh lớn được thực hiện trong những năm gần đây trong thiên văn học và trong thiên văn vật lý học đã khiến nhiều nhà bác học lỗi lạc trên thế giới cho rằng rất có thể sự nghiên cứu vũ trụ trong tương lai sẽ dẫn đến cuộc cách mạng mới trong toàn bộ hệ thống tri thức vật lý. Cùng với các cuộc tiến công vào bề sâu và bề rộng của vật chất, khoa học hiện đại cũng tiến công hết sức mạnh mẽ vào lĩnh vực tìm hiểu bản chất của sự sống. Trong những năm vừa qua, sinh học đã đạt được những tiến bộ hết sức quan trọng, nó đang tiến thẳng đến sự tổng hợp nhân tạo ra vật chất sống.
Bên cạnh việc phải làm rõ vật chất vận động như thế nào và tiến hóa ra sao, khoa học tự nhiên hiện đại còn phải giải quyết một vấn đề hết sức quan trọng khác: vật chất suy nghĩ như thế nào? Trong lĩnh vực này, vai trò quan trọng vẫn thuộc về các bộ môn khoa học như sinh lý hoạt động thần kinh cấp cao, tâm lý học và ngôn ngữ học. Những sự xuất hiện và phát triển của điều khiển học đã đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc giải quyết vấn đề ấy.
nhiều vấn đề rất khó khăn, đã đạt được những thành tựu mà mới cách đây không lâu con người không thể tưởng tượng nổi. Với sự xuất hiện máy tính điện tử và các thiết bị điều khiển khác, một số chức năng của bộ óc con người đã chuyển sang cho máy móc. Các tư tưởng và phương pháp của điều khiển học đang thâm nhập ngày càng sâu vào các lĩnh vực khoa học khác nhau, làm biến đổi phong cách tư duy của các nhà khoa học tới mức nhiều người cho rằng hiện đang xuất hiện một phong cách tư duy mới: phong cách tư duy điều khiển học. Nếu thực chất của mọi cuộc cách mạng trong khoa học tự nhiên đều được thể hiện trước hết ở sự đảo lộn nếp suy nghĩ, đảo lộn cách thức xem xét, nghiên cứu và giải thích các hiện tượng tự nhiên, ở sự đảo lộn phong cách tư duy thì phải nói rằng các thành tựu của điều khiển học là biểu hiện rực rỡ nhất của cuộc cách mạng trong khoa học tự nhiên hiện đại.
Như vậy, cuộc cách mạng trong khoa học tự nhiên hiện đại đang diễn ra trong tất cả mọi lĩnh vực, không trừ lĩnh vực nào. Nếu cuộc cách mạng trong khoa học tự nhiên cuối thế kỷ XIX còn chưa đụng đến một số lĩnh vực thì đến nay cuộc cách mạng đó đang tiếp diễn và đụng chạm đến toàn bộ khoa học tự nhiên, làm đảo lộn không chỉ những khái niệm và lý thuyết riêng rẽ mà cả phong cách tư duy phổ biến của các nhà khoa học tự nhiên.
Tinh thần cách mạng của khoa học tự nhiên hiện đại không chỉ thể hiện ở chỗ quy mô của cuộc cách mạng đó ngày càng rộng, lĩnh vực mà nó thâm nhập ngày càng sâu, mà còn ở chỗ số lượng tri thức của khoa học tự nhiên hiện đại đang tăng lên ngày càng nhanh chóng. Chưa có một thời kỳ nào trong lịch sử nhân loại mà khoa học lại phát triển với một tốc độ cực kỳ nhanh chóng như hiện nay. Số lượng kiến thức của nhân loại đã tăng lên gấp bội. Nghiên cứu khoa học đã trở thành một nghề với số người làm công tác nghiên cứu khoa học ngày càng gia tăng đông đảo, hùng hậu.
Cùng với sự tăng lên nhanh chóng của số lượng tri thức và của số người làm công tác nghiên cứu khoa học trong khoa học hiện đại, số ngành
khoa học cũng tăng lên hết sức nhanh chóng. Đó là kết quả của quá trình phân ngành khoa học hiện đang diễn ra ngày càng sâu sắc. Nhưng cùng với khuynh hướng phân ngành này, trong khoa học hiện đại lại đang diễn ra một khuynh hướng ngược lại: khuynh hướng hợp ngành. Đó là khuynh hướng kết hợp các khoa học vốn độc lập thành một hệ thống tri thức khoa học chung. Dấu hiệu của sự tổng hợp khoa học ngày nay là việc xuất hiện những khoa học trung gian giữa các ngành khoa học như: lý hóa, lý sinh, điều khiển học… Các khoa học trung gian là những vòng khâu liên hệ, những nhịp cầu nối liền các ngành khoa học, các hình thái vận động của thế giới vật chất với nhau và xóa bỏ tính biệt lập vốn có trước kia giữa các ngành khoa học. Sự ra đời những ngành khoa học mới, nhất là các khoa học liên ngành chứng tỏ con người ngày càng tiếp cận với những đối tượng hết sức phức tạp. Để nghiên cứu chúng, cần phải kết hợp tri thức của các ngành khoa học khác nhau, thậm chí rất xa nhau. Do đó trong nghiên cứu khoa học ngày nay đòi hỏi phải có quan điểm tổng thể, phải nhìn sự vật theo nhiều khía cạnh, nhiều lát cắt khác nhau. Chẳng hạn, hiện nay có những quá trình khó mà xác định được đó là quá trình của vật lý hay của sinh học bởi vì nó được bộ môn lý sinh nghiên cứu. Tình hình đó diễn ra với tất cả các khoa học liên ngành và trở nên đặc biệt cấp bách trước sự thâm nhập lẫn nhau giữa khoa học tự nhiên và khoa học xã hội. Ngày nay cũng như mai sau, việc nghiên cứu khoa học tự nhiên không thể không có tri thức về con người cũng như việc nghiên cứu con người không thể thiếu tri thức về khoa học tự nhiên. Vì thế quan điểm tổng thể là một đặc điểm nổi bật trong nhận thức khoa học trong thời đại ngày nay.
Một đặc điểm khác trong nhận thức khoa học hiện đại biểu hiện ở chỗ, do những phát minh kỳ diệu của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật mà tiêu chuẩn “lẽ phải thông thường” đã bị phá vỡ. Ngay từ những năm đầu của nửa cuối thế kỷ XIX, khi các hiện tượng khác thường chưa được phát hiện ra bao
khuynh hướng đối lập nếu chỉ được xem xét, lý giải dựa vào kinh nghiệm hằng ngày. Những kinh nghiệm chỉ nắm được cái vỏ bọc bề ngoài của sự vật. Hơn 40 năm sau, khi phân tích những thành tựu mới của khoa học tự nhiên cuối thế kỷ XIX đầu thế kỷ XX, V.I.Lênin cũng chỉ ra rằng khoa học đã phát hiện ra nhiều hiện tượng mới, nhiều hiện tượng hết sức khác thường, song khoa học sẽ còn tiếp tục đi theo hướng đó. V.I.Lênin tiên đoán rằng: “trí tuệ con người đã tìm thấy những cái kỳ diệu trong tự nhiên, và sẽ còn tìm thấy nhiều hơn nữa, do đó làm tăng thêm quyền lực của mình đối với tự nhiên”37, 348. Ngày nay nhận xét trên đây của C.Mác và V.I.Lênin đã hoàn toàn được xác nhận. Một cách tự phát, chính các nhà khoa học đã buộc phải đi đến kết luận tương tự. Trong hình thức và tình hình phát triển của khoa học hiện đại, người ta thấy không thể dừng lại ở mức độ của lẽ phải thông thường nếu muốn phản ánh đúng bản chất sâu xa hơn của sự vật và muốn đề xuất các tư tưởng mới. Năm 1958, khi nghe trình bày về lý thuyết mà Heisenberg đang xây dựng, N.Bohr nhận xét: “Tất cả chúng tôi đều đồng ý với nhau coi lý thuyết của ông là một lý thuyết điên rồ. Điều duy nhất phân chia chúng ta là tìm hiểu xem rằng nó đã đủ điên rồ chưa để có khả năng trở thành chân lý”66, 84. Nhận xét này của Bohr chính là một cách diễn đạt khác điều đã được V.I.Lênin tiên đoán trước đây hơn nửa thế kỷ. Điều đó nói lên rằng đối với khoa học tự nhiên hiện đại, tiêu chuẩn lẽ phải thông thường không còn có thể đóng vai trò là một tiêu chuẩn xác nhận tính đúng đắn hay không đúng đắn của một lý thuyết mới, một tư tưởng mới nữa. Chính điều đó đòi hỏi chúng ta phải thay đổi nếp suy nghĩ cũ, phải có cách nhìn mới về sự vật, phải tìm ra các phương pháp nhận thức sao cho phù hợp với bước phát triển mới của khoa học tự nhiên.
Ngày nay, khi khoa học ngày càng đi sâu vào các mức độ cấu trúc khác nhau của thế giới vật chất thì nó càng gặp các đối tượng có cấu trúc, thuộc tính và quy luật vận động hết sức phức tạp, có kích thước hoặc quá lớn, hoặc
quá nhỏ so với các vật thể thông thường. Vì lẽ đó, ở đây, giới tự nhiên được chủ thể tiếp nhận không phải trực tiếp mà là gián tiếp thông qua các khái niệm có mức độ trừu tượng khác nhau. Chính vì thế, trong nhận thức khoa học tự nhiên hiện đại, vai trò hình ảnh trực quan ngày càng giảm, còn vai trò của các hình thức toán học, của các trừu tượng bậc cao ngày càng tăng. Nếu như trong nhiều thế kỷ trước đây toán học chỉ được sử dụng để miêu tả những kết quả thực nghiệm thì ngày nay, hình thức hóa và mô hình hóa là những công cụ hết sức sắc bén để đi tìm cái mới trong khoa học, là những đòn bẩy của các phát minh khoa học.
Mặc dầu các hệ hình thức đóng vai trò hết sức quan trọng trong nhận thức khoa học hiện đại, kể cả khoa học tự nhiên lẫn khoa học xã hội, song đó mới chỉ là một trong những mặt biểu hiện vai trò ngày càng tăng của các trừu tượng khoa học. Xét trên bình diện rộng lớn hơn, chúng ta thấy rằng trong hệ thống các phạm trù của khoa học cụ thể có thể tách ra một lớp những khái niệm mà tạm thời được gọi là những khái niệm khoa học chung, tức là những khái niệm được áp dụng trong một số lớn các khoa học cụ thể và có khuynh hương thâm nhập vào tất cả các lĩnh vực tri thức khoa học chuyên môn, chẳng hạn như khái niệm thông tin, xác suất, hệ thống, cấu trúc… Chức năng nhận thức luận và vai trò của những khái niệm khoa học chung đó trong nhận thức khoa học chỉ được làm sáng tỏ dưới ánh sáng của chủ nghĩa duy vật biện chứng, khi ta xét chúng trong mối quan hệ với các phạm trù của triết học duy vật biện chứng. Chẳng hạn, khái niệm “thông tin” được giải thích một cách đúng đắn trong mối quan hệ với phạm trù “phản ánh”, khái niệm xác suất – với các phạm trù khả năng và hiện thực, “tất nhiên” và “ngẫu nhiên”, hệ thống – cấu trúc với các phạm trù toàn thể, bộ phận, liên hệ phổ biến… Như vậy quá trình phát triển của khoa học tự nhiên hiện đại đã và đang dẫn tới chỗ, một mặt, phải gắn chặt với những phạm trù của nó (phạm trù khoa học chung) với
như hình thức hóa, mô hình hóa, hệ thống cấu trúc lại chứa đựng nhiều yếu tố của phép biện chứng duy vật và là công cụ để biện chứng hóa quá trình nhận thức khoa học ngày nay.
Khoa học tự nhiên hiện đại đang tiếp tục tinh thần của cuộc cách mạng trong khoa học tự nhiên cuối thế kỷ XIX đầu thế kỷ XX. Sự phát triển như vũ bão của nó, những thành tựu kỳ diệu của nó đang làm thay đổi phong cách tư duy khoa học và đặt ra trước triết học những vấn đề hết sức lớn lao và phức tạp.