6.3.2. Структура теорий опытных (эмпирических) наук

По своему содержанию и структуре теории, опирающиеся на наблюдения и эксперименты, значительно отличаются друг от друга. Здесь прежде всего важны различия по глубине объяснения исследуемых явлений и точности предсказания новых фактов. Известно, что предварительным условием для построения теории является накопление достаточного количества эмпирической информации. Последняя должна быть подвергнута статистической и логической обработке, позволяющей обнаружить простейшие эмпирические обобщения и законы. Однако факты и даже их обобщения нуждаются не только в систе-

матизации, но и в объяснении, которое частично может быть дано с помощью законор.

С помощью теории наиболее полно осуществляется также прогностическая функция науки: предсказание новых фактов и явлений, предвидение хода будущих событий. И объяснение, и предсказание по сути дела представляют логический вывод из теории. Для того чтобы получить такой вывод, необходимо выделить эти принципы, законы и гипотезы, которые составляют ядро теории. При этом различные утверждения в рамках теории должны находиться не только в отношении координации, но и субординации. Теория — это не простая совокупность утверждений, а система, имеющая определенную структуру. По глубине проникновения в сущность изучаемых явлений большинство теорий может быть разделено на два больших класса. К первому из них относятся теории, описывающие эмпирически наблюдаемые свойства и величины предметов и процессов. Поскольку такие теории не делают никаких предположений о внутреннем механизме процессов, то их с известным основанием можно рассматривать по аналогии с «черным ящиком», о структуре которого исследователь ничего не знает. Он может только знать, какие сигналы поступают на вход ящика и какие приходят на выход, но по каким законам и правилам проирхо-дит преобразование сигналов, для него остается неизвестным. Схема «черного ящика» хорошо иллюстрирует сущность и назначение теорий, ограничивающихся описанием наблюдаемых характеристик явлений. Такие теории не анализируют природу исследуемых явлений, внутренний механизм протекания процессов и поэтому не используют сколько-нибудь сложные абстрактные объекты, хотя, разумеется, в известной мере схематизируют и идеализируют изучаемую область явлений.

С подобного рода теориями мы сталкиваемся, как правило, на первых ступенях развития какой-либо науки, когда происходят накопление, систематизация и обобщение эмпирического материала. Поскольку глубина познания в таких теориях ограничивается уровнем явлений (феноменов), то их часто называют феноменологическими. Любая наука начинается с анализа фактического эмпирического материала, и поэтому теории феноменологического типа представляют вполне законо-

мерное явление в процессе научного познания. Так, например, геометрическая оптика как теория световых лучей не выдвигает никаких гипотез о природе и структуре света и поэтому исторически возникает задолго до появления физической оптики, которая начала исследовать световые явления на основе определенных гипотез о природе света. Она может быть построена на весьма общем принципе, впервые сформулированном еще в XVII в. П. Ферма: из всех возможных путей, соединяющих две точки, свет выбирает тот, который требует наименьшего времени. То же самое можно сказать о термодинамике, которая изучает соотношения между различными свойствами вещества, не углубляясь в изучение его внутреннего строения. Подобно геометрической оптике, термодинамика опирается на два принципа, которые называют основными законами, или началами термодинамики. В теории информации, созданной К. Шэнноном, информация рассматривается с чисто феноменологической, количественной точки зрения как мера уменьшения степени неопределенности, или энтропии, системы. Никаких гипотез о качестве, ценности или полезности информации не выдвигается.

С развитием научного познания теории феноменологического типа уступают место теориям, в которых не только отображаются связи между явлениями и их свойствами, но и раскрывается конкретный механизм происходящих при этом процессов. Вполне понятно поэтому, что наряду с наблюдаемыми величинами и эмпирическими понятиями в нефеноменологических теориях вводятся и величины ненаблюдаемые и весьма сложные теоретические понятия. Действительно, в физической оптике рассматриваются различные модели о природе света, начиная от корпускулярной гипотезы И. Ньютона и волновой — X. Гюйгенса и кончая современными квантово-механи-ческими представлениями. Именно на основе таких моделей становится возможным объяснить сами феноменологические принципы, вроде принципа Ферма или начал термодинамики, а также многочисленные эмпирические факты и их обобщения.

Несомненно, что феноменологические теории благодаря своей простоте легче поддаются логическому анализу и математи-

ческой обработке, чем теории нефеноменологические. Не случайно поэтому в физике одними из первых были аксиоматизированы такие ее разделы, как классическая механика, геометрическая оптика и термодинамика.

Другим важным критерием, по которому можно классифицировать теории, является точность предсказаний. По характеру предсказаний все теории могут быть разделены на два больших класса. К первому из них относятся теории, в которых предсказание имеет достоверный характер. К таким теориям принадлежат, например, многие теории классической механики и классической физики и химии. В теориях второго класса предсказание имеет вероятностный характер, который обусловливается совокупным действием большого числа случайных факторов. Такого рода стохастические теории встречаются не только в современной физике, но в большом количестве в биологии и социальных науках в силу сложности самого объекта их исследования.

Дальнейшим усовершенствованием этой классификации является классификация, предложенная американским ученым А. Рапопортом. Он выделяет три обширных класса теорий, допускающих в значительной мере математическую обработку и обеспечивающих, следовательно, количественные предсказания. Теории первого класса описывают механизм перехода от одного состояния к другому. К ним относится, например, классическая и квантовая механика, основные уравнения движения которых как раз и служат для описания перехода системы частиц от одного состояния к другому. Однако в то время как в классической механике предсказание имеет достоверный характер (в границах точности измерений), в квантовой оно, по крайней мере в настоящее время, остается вероятностным. Второй класс охватывает теории, в которых хотя и используется понятие состояния, но не рассматривается механизм перехода от одного состояния к другому. В качестве примера подобных теорий могут служить кристаллография, геометрическая оптика, термостатика и др. Третий класс теорий использует понятие массового случайного явления или события. Поэтому они опираются на статистические методы исследования, основанные на анализе выборки из популяции. Такого рода стохасти-

ческие теории широко используются в современной генетике, демографии, экологии, конкретной социологии и других гуманитарных науках. Эта классификация подробно не рассматривает описательные теории, которые используют главным образом качественные методы исследования.

Существование различных классификаций, выделяющих некоторые характерные признаки целого ряда классов научных теорий, достаточно убедительно свидетельствует о возможности и необходимости дальнейшего логико-методологического анализа их структуры. Скептический взгляд относительно такой возможности во многом объясняется тем, что его сторонники рассматривают теорию прежде всего как некоторую совокупность высказываний, т. е. скорее как лингвистический, чем гносеологический объект. Нельзя, конечно, отрицать того, что в формулировке теории отражаются некоторые ее характерные особенности, но поскольку в принципе возможны самые различные формулировки теории, то анализ ее структуры посредством исследования лингвистического представления кажется мало перспективным. Вот почему аксиоматический метод не может играть доминирующей роли при анализе эмпирических теорий, какую он играет в математике.

В эмпирических науках этот метод, как и в математике, служит для выявления логических связей между понятиями и утверждениями. Из всей совокупности имеющихся в теории понятий выбирается несколько исходных или основных, опираясь на которые в дальнейшем определяются все другие понятия. Подобно этому же, из множества утверждений выбираются несколько первоначальных утверждений, которые принимаются без доказательства и называются аксиомами. Все остальные утверждения стремятся логически вывести из аксиом, т. е. доказать как теоремы.

Нетрудно понять, что представление любой научной теории в аксиоматической форме требует достаточно глубокого предварительного анализа взаимосвязей между ее понятиями и утверждениями. Там, где эти связи остаются недостаточно выявленными и осознанными, аксиоматизация оказывается и преждевременной и бесполезной. Именно поэтому попытки аксиоматизации целого ряда биологических, психологических

и социологических теорий в значительной мере оказываются , безуспешными.

Другая трудность, с которой приходится сталкиваться здесь, состоит в том, что эти теории развиваются в непосредственном контакте с опытом. Поэтому исследователи по мере обнаружения новых фактов и закономерностей вынуждены периодически пересматривать свои теории, вносить уточнения в их понятия и утверждения. В отличие от математики в эмпирических науках на определенных этапах развития можно аксиоматизировать лишь основное ядро теории. По этой причине в опытных науках чаще всего обращаются к гипотетшо-дедуктивно-му методу, который дает возможность упорядочить факты, гипотезы, законы и принципы соответствующей области исследования, хотя и не таким строгим образом, как в аксиоматике, но достаточно систематически.

Во многих случаях весьма плодотворно применяется генетический подход к теории, который основан на исследовании того, как возникают или строятся те или иные объекты теории. Можно указать, наконец, на всевозможные графические и геометрические методы представления теории, которые используются в оптике, электротехнике, не говоря уже о приложении теории графов в конкретной социологии. Все это показывает, что аксиоматический подход, вопреки мнениям сторонников логического позитивизма, не является универсальным методом для анализа всех без исключения теорий.