1.6.2. Методы построения теорий

Теория выполняет в научном познании важные функции: она содержит программу исследования, дает объяснение совокупности явлений данной предметной области и делает предсказания, производя в неограниченном количестве новые данные, позволяющие осуществлять ее опытную проверку.

В зависимости от предметной области науки, выделяют разные методы построения теорий. Аксиоматическим называется такой метод, при котором в основе теории лежат принимаемые без доказательств исходные положения — аксиомы, из которых все остальные утверждения этой теории должны выводиться чисто логическим путем, посредством доказательства. Идея аксиоматического метода впервые была реализована древнегреческим математиком Евклидом, построившим стройную геометрическую систему, где все теоремы выведены из пяти простых аксиом. Для теоретических построений современной науки характерна тенденция отвлечения от содержания аксиом и более строгое задание правил вывода. Аксиоматический метод наиболее перспективен в науках, имеющих дело со статичными объектами, при изучении которых можно абстрагироваться от их изменения во времени, например, в математике. Полная аксиоматизация естественнонаучных теорий невозможна, во-первых, потому что представления об объектах, не изменяющихся во времени, являются грубой идеализацией и могут использоваться только в каких-то частных случаях, во-вторых, потому что естественнонаучные теории должны оставаться открытыми для введения новых гипотез в процессе расширения экспериментального базиса.

Для физики и смежных с ней наук важнейшим методом построения теорий является гипотетико-дедуктивный, при котором следствия теории выводятся из гипотез — утверждений, истинностное значение которых неизвестно. В силу этого, полученные заключения также имеют вероятностный характер. Гипотезы, на которые опирается теория, представляют собой иерархическую систему — от крайне абстрактных, которые не могут быть непосредственно сопоставлены с данными опыта, до гипотез, связанных с эмпирическим базисом и получаемых индуктивным путем¹². Такая система является открытой для введения дополнительных вспомогательных гипотез, обеспечивающих развитие и эмпирическую проверку теории.

Теории связаны отношениями преемственности, через которые реализуется общегносеологический принцип преемственности познания. Требование преемственности фиксируется принципом соответствия, который был выдвинут Н. Бором для теоретической физики: теории, справедливость которых экспериментально установлена для той или иной области физических явлений, не отбрасываются как нечто ложное с появлением новых, более общих теорий, но сохраняют свое значение для прежней предметной области как предельная форма и частный случай новых теорий.

1.6.3. Образ современного естествознания

Естествознание меняло свой облик на протяжении своего развития. До середины XIX века физическая картина мира основывалась по большому счету на одномоментных фактах, представляла как бы мгновенный снимок действительности, который экстраполировался в будущее и прошлое практически в неизменном виде, что приводило к представлениям о неизменной Вселенной. Лишь во второй половине XIX века появились убедительные свидетельства, опровергающие неизменность мира, в результате чего идеи эволюционизма получили широкое распространение, и в настоящее время они пронизывают все естествознание.

Естественные науки очень различаются между собой по уровню теоретической разработанности. Наибольшую степень математизации и строгости построения теорий имеет физика, на основе которой сформировались идеалы научного знания, служащие методологическими ориентирами для всех других наук. Классическая физика имела дело с объектами, составляющими мир обыденного опыта. Эти объекты доступны нашим органам чувств и относительно них у человека имеются адекватные образы и представления. Поэтому в классической физике исходным основанием для выдвижения математических гипотез выступала картина мира, задающая вполне определенное понимание реальности, а все математические конструкции изначально имели для исследователя физический смысл. Ситуация изменилась в связи с появлением новейших физических теорий — теории относительности и, в особенности, квантовой механики, которые описывают уровни реальности, по своим характеристикам кардинально отличающиеся от привычного нам мира. Поведение микрообъектов оказывается качественно иным, и для их свойств в человеческих представлениях нет адекватных образов. По этой причине в новейших теориях существенно возрастает роль математики. Например, в квантовой механике построение теории начинается с нахождения ее ключевых формул, интерпретацию же используемых величин подбирают позже. Нахождение интерпретаций представляет существенную трудность, ибо исследуемые микрообъекты находятся за пределами наших восприятий и представлений. В результате формирование физического смысла теории отстает от построения ее математического аппарата, и, соответственно, понимание происходящего в предметной области ускользает. Ни в какой другой естественной науке такое “временное отсутствие понимания” не встречается.

Отличительной чертой современного периода является бурное развитие биологических наук. На стыке с физикой и химией начинает доминировать новая область — молекулярная биология — разлагающая живые системы до уровня неживых компонентов и исследующая их неспецифическими для биологии методами. Биология, по общему признанию представителей этой науки, до сих пор в значительной части остается природоведческой, описательной наукой и не сформировалась еще в качестве единой теоретической системы, поскольку биологические теории имеют дело, преимущественно, с классификациями и фиксируют эмпирические закономерности своей предметной области, решая, главным образом, проблему упорядочения фактического материала. Широкое проникновение в нее математических методов позволяет надеяться на создание в перспективе общей теории жизни, призванной объединить молекулярный и биосферный подходы к исследованию микро- и макроуровней живых систем. Построение такой теории является одной из стратегических целей биологии.

Роль науки в жизни общества не в последнюю очередь обусловлена той зависимостью, в которой находятся производство, политика, культура, образование от результатов научного познания. В индустриальную эпоху наука превращается в производительную силу общества, без использования ее открытий становятся невозможными прорывы в сфере экономики, лидерство в политике, эффективное управление. С другой стороны, и сама наука ориентируется на социальный заказ общества, благодаря чему приоритетное развитие в ней получают те области, необходимость в которых (и, следовательно, финансирование) является особенно острой. Так, например, бурное развитие атомной физики напрямую было связано с задачей производства ядерного оружия и использованием атомной энергии, а в развитии космонавтики не последнюю роль сыграли политические амбиции и борьба за лидерство двух сверхдержав. В настоящее время приоритетное развитие генетики и генной инженерии объясняется ее широким использованием в селекции и возможностью выведения новых видов растений и животных с заранее заданными свойствами.

Вопрос о единстве естественнонаучного знания всегда был сложной и дискуссионной проблемой. Совокупным объектом естествознания является природа, и каждая из изучающих ее наук выделяет в этом объекте собственную предметную область, разрабатывает категориальный аппарат и специфические методы исследования своего предмета, благодаря чему естествознание оказывается дисциплинарно организованным. Тенденция к дифференциации распространяется также на дисциплинарные идеалы объяснения, в результате чего возникают различные частные естественнонаучные картины мира: механическая, квантовомеханическая, эволюционная, синергетическая.

Вместе с тем в естествознании чрезвычайно сильна тенденция к интеграции, к установлению междисциплинарных связей. Процессы дифференциации и интеграции в науке являются взаимообусловливающими: построение целостной картины Вселенной как сложного динамического единства не исключает разработки частнонаучных картин мира, отражающих его иерархическую организованность. Поэтому дифференциация работает в конечном счете на синтез: возникающие на стыке фундаментальных наук дисциплины — биохимия, геохимия, геофизика, физическая химия, биофизика — с одной стороны, “дробят” естествознание, умножая число составляющих его наук, а с другой — способствуют выявлению связей между отдельными иерархическими уровнями природы, важнейшими из которых являются микро-, макроуровень и живые системы.

1 “Культурогенный” означает буквально “порождающий культуру”.

2 См.: Хайдеггер М. Наука и осмысление // В кн.: Хайдеггер М. Время и бытие. М., 1993.

3 Термин “природопознание” используется в литературе с целью различения древнегреческого понимания природы от сформировавшегося в Новое время в Европе естествознания, которое имеет принципиально иной характер.

4 Секуляризация — освобождение от религиозного влияния.

5 Об этой эпохе А. Эйнштейн сказал: “Счастливый Ньютон, счастливое детство науки... Природа была для него открытой книгой, которую он читал без усилий”, а Лагранж называл Ньютона не только величайшим, но и счастливейшим гением: “Систему мира можно создать только единожды, и это уже сделано Ньютоном”.

6 Такая замена отнюдь не безболезненна. Русский философ А.Ф. Лосев так образно передает свое отношение к этой подмене: “Механика Ньютона построена на гипотезе однородного и бесконечного пространства. Мир не имеет границ, то есть не имеет формы. Для меня это значит, что он — бесформен. Мир — абсолютно однородное пространство. Для меня это значит, что он — абсолютно плоскостен, невыразителен, нерельефен. Неимоверной скукой веет от такого мира. Прибавьте к этому абсолютную темноту и холод междупланетных пространств... Никак не могу себя убедить, что земля движется и неба никакого нет... То я был на земле, под родным небом, слушал о вселенной, “яже не подвижется”... А тут вдруг ничего нет: ни земли, ни неба... Читая учебник астрономии, чувствую, что кто-то палкой выгоняет меня из собственного дома... А за что?” (А.Ф. Лосев. Диалектика мифа // В кн.: А.Ф. Лосев. Философия. Мифология. Культура. М., 1991. С. 31.

7 См. Об этом: М. Хайдеггер. Время картины мира // В кн.: М. Хайдеггер. Время и бытие. М., 1993. С. 41– 62.

8 Латинское “continuum” означает “сплошной”, “непрерывный”.

9 Термин “реляционный” происходит от латинского relatio — “отношение”.

10 См.: Аристотель. Соч.: В 4-х томах. Т. 2. С. 335.

11 Термин “анализ” как раз и означает “разделение”.

12 Именно к гипотетическим утвреждениям последнего рода относится замечание Ньютона: “Гипотез не измышляю”.