Тема 4. Структура научного знания.
Рассматривая науку как сложноорганизованную структуру, можно выделить в ней два основных уровня – это эмпирический и теоретический, которые, с одной стороны, имеют определенную независимость и выполняют свои специфические функции, а, с другой стороны, находятся в неразрывном единстве друг с другом. В истории познания сложились две крайние позиции по вопросу о соотношении эмпирического и теоретического уровней научного познания: эмпиризм и схоластическое теоретизирование. Сторонники эмпиризма сводят научное знание к его эмпирическому уровню, абсолютизируя роль фактов. Сторонники схоластического теоретизирования считают главным теоретический уровень познания, игнорируя фактический материал. Эмпирическое и теоретическое познание – это единый процесс, характерный для любого научного исследования на любой его стадии.
Эмпирическое познание поставляет науке факты, фиксируя при этом устойчивые связи, закономерности окружающего мира. Таким образом, эмпирическое познание констатирует, как протекает событие. Описание фиксирует и организует факты, дает их качественную и количественную характеристику, вводит факты в систему выработанных в данной науке понятий, категорий, подготавливает фактический материал для объяснения. Однако постижение действительности невозможно без построения теорий, то есть без второго уровня познания действительности - теоретического.
Выдающийся ученый А. Пуанкаре утверждал, что ученый должен организовать факты, наука слагается из фактов, как дом из кирпичей. И одно голое накопление фактов не составляет еще науки, точно так же, как куча камней не составляет дома. Поэтому целью ученых является постижение гармонии мироздания.
Главная задача теоретического мышления – привести полученные данные в стройную систему и создать из них научную картину мира, лишенную логического противоречия. Теоретическое познание – это, прежде всего, объяснение причин явлений. Раскрытие причины явлений предполагает выяснение внутренних противоречий вещей, предсказание вероятного и необходимого наступления событий и тенденций их развития.
Теоретически предсказанный закон подтверждается эмпирически, а эмпирический закон, как правило, обосновывается теоретически.
К формам научного знания относят проблемы, научные факты, гипотезы, теории, идеи, принципы, категории и законы. Факт, как явление действительности, становится научным фактом, если он прошел строгую проверку на истинность. Факты - это наиболее надежные аргументы как для доказательства, так и для опровержения каких-либо теоретических утверждений. Великий русский ученый И.П. Павлов называл факты «воздухом ученого». Однако при этом надо брать не отдельные факты, а всю, без исключения, совокупность фактов, относящихся к рассматриваемому вопросу. В противном случае возникает подозрение, что факты подобраны произвольно.
Всякое научное познание начинается с проблемы. Проблема – объективно возникающий в ходе развития познания вопрос или комплекс вопросов, решение которых представляет существенный практический или теоретический интерес.
Проблемами называют также важные в практическом или теоретическом отношении задачи, способы решения которых неизвестны или известны не полностью. Проблемы делятся на развитые и неразвитые. Неразвитая проблема – это задача, которая характеризуется следующими чертами:
1. нестандартная задача;
2. задача, возникшая на базе определенного знания как закономерный результат процесса познания;
3. задача, решение которой направлено на устранение противоречия, возникшего в познании;
4. задача, путей решения которой не видно.
Иногда неразвитые проблемы называют предпроблемами.
Если есть более или менее конкретные указания на пути решения, проблема называется развитой. Развитая проблема – это знание о некотором незнании, дополненное более или менее конкретным указанием путей устранения этого незнания.
Проблема в науке – это такая задача, решение которой нельзя получить путем логического преобразования имеющегося научного знания. Решение научной проблемы - это выход за пределы известного знания, поиск новых фактов, теоретических данных. Проблема в своей основе содержит какое-то противоречие между теорией и практикой, старыми знаниями и новыми фактами и т.п.
Решение проблемы начинается с поиска и анализа фактов. Весь ход развития человеческого познания может быть представлен как переход от постановки одних проблем к их решению, а затем постановке новых. Проблема отличается от вопроса, который обладает кажущейся значимостью. В научном познании способы разрешения проблемы совпадают с общими методами и приемами исследования. В силу комплексного характера проблем большое значение приобретают системные методы.
Гипотеза – это предположение, выдвинутое на основании ряда фактов и требующее проверки.
Требования, предъявляемые к гипотезе:
1. предположение должно быть логически непротиворечивым и не должно противоречить фундаментальным положениям науки;
2. предположение должно быть принципиально проверяемым;
3. предположение не должно противоречить ранее установленным фактам, для объяснения которых оно не предназначено;
4. предположение должно быть применимо к возможно более широкому кругу явлений.
Простые гипотезы опровергаются или доказываются путем обнаружения явлений и предметов или установления их отсутствия. Сложные гипотезы опровергаются методом приведения к абсурду. Гипотезы могут также опровергаться путем доказательства утверждения, являющегося отрицанием гипотезы. Одним из способов доказательства гипотезы является также разделительное логическое доказательство. Гипотеза может доказываться путем ее выведения логическим путем из более общих положений.
Соперничество гипотез является движущей силой науки. Доказанная гипотеза становится теорией.
Теория – наиболее сложная и развитая форма научного знания, которая дает целостное объяснение явлений действительности. Это достоверное (в диалектическом смысле) знание об определенной области действительности, представляющее собой систему понятий и утверждений и позволяющее объяснить и предсказать явления из данной области. Принимая достоверность (обоснованность) за отличительную черту теории, мы стремимся отделить этот вид знания от гипотезы.
В теориях действительность отражается посредством моделей. Моделями здесь служат системы идеализированных и некоторых других объектов. Идеализированные объекты образуются при помощи особого приема познания, называемого идеализацией. В процессе идеализации происходит отвлечение от некоторых признаков предметов, и в результате мы получаем идеализированные объекты, не встречающиеся в действительности. Особенностью теории является то, что она обладает предсказательной силой, она дает объяснение, является средством дедуктивной и индуктивной систематизации эмпирических фактов.
Генерация теорий – конечная цель научного исследования. Квинтэссенция теории – это закон. Он выражает сущностные, глубинные связи объекта. Формулирование законов – одна из основных задач науки.
Категории науки - это наиболее общие понятия теории, характеризующие существенные свойства объекта теории, предметов и явлений объективного мира. Например, важнейшими категориями философии являются материя, пространство, время, движение, причинность, качество, количество и т.д.
Законы науки отражают существенные связи явлений в форме теоретических утверждений. Принципы и законы выражаются через соотношение двух и более категорий.
Научные принципы - наиболее общие и важные фундаментальные положения теории. Научные принципы играют роль исходных, первичных посылок и закладываются в фундамент создаваемых теорий. Содержание принципов раскрываются в совокупности законов и категорий.
Научная теория - одна из наиболее устойчивых форм научного знания, но и они претерпевают изменения вслед за накоплением новых фактов. Когда изменения затрагивают фундаментальные принципы теории, происходит переход к новым принципам, а, следовательно, к новой теории. Изменения же в наиболее общих теориях, приводят к качественным изменениям всей системы теоретического знания. В результате чего происходят глобальные естественнонаучные революции, и меняется научная картина мира.
Научная картина мира - это система научных теорий, описывающая реальность. Научная картина в структуре мировоззрения нашего современника занимает доминирующее положение. Мировоззрение понимается как система взглядов на мир в целом и предстает как сложный сплав традиций, обычаев, норм, установок, знаний и оценок. Научная картина мира не есть простой эклектический набор фрагментов отдельных научных дисциплин. Это некий синтез знаний. Поэтому научная картина мира выполняет интегративную функцию. Так как она задает систему установок и принципов освоения универсума, влияет на нормы научного исследования, можно говорить о том, что научная картина мира выполняет нормативную функцию.
Научная картина мира опирается на совокупный потенциал науки той или иной эпохи. Поэтому одной из основных характеристик научной картины мира является ее историчность.
Современной картине мира свойственна строгость, достоверность, обоснованность, доказательность. Она представляет мир как совокупность причинно обусловленных событий и процессов, охватываемых закономерностью. Закономерность – это устойчивая, регулярная связь. Закономерности могут иметь динамический и статистический характер.
Эволюция современной научной картины мира предполагает движение от классической к неклассической и постнеклассической ее стадии. Картина мира, основанная на достижениях Коперника, Галилея и Ньютона, носила классический характер. В рамках этой картины мира описание объектов происходило таким образом, как если бы они существовали изолированно, в строго заданной системе координат.
Неклассическая картина мира, пришедшая на смену классической, родилась под влиянием первых теорий термодинамики, где случайные процессы рассматривались как имманентные системе, а не внешними и побочными ей. Возникает более гибкая схема детерминации, в которой учитывается роль случая. Новая форма детерминации вошла в теорию под названием «статистическая закономерность».
Образ постнеклассической картины мира разработан с учетом достижений бельгийской школы И. Пригожина. Здесь в центре внимания находиться осмысление процессов синергетики. Синергетика – теория самоорганизации. Родоначальником синергетики является Г. Хакен. Она изучает открытые, то есть обменивающиеся с миром веществом, энергией и информацией, системы. В синергетической картине мира царит становление, обремененное многовариантностью и необратимостью. Нелинейность предполагает отказ от ориентации на однозначность и унифицированность, признание методологии поиска и вариативного знания. Другой характерной чертой постнеклассической картины мира является нарушение принципа когерентности, то есть признается, что малым, локальным, второстепенным причинам могут соответствовать глобальные по размаху и энергетической емкости следствия. Это делает будущее принципиально неопределенным и открытым для новообразований.
Научная картина мира, эволюционируя и вбирая в себя все последние достижения научного прогресса, влияет существенным образом на формирование мировоззрения современного человека.
Основания науки и их структура.
В центре проблемы оснований науки лежат представления о том, что научный прогресс развивается непрерывно. Это отражает кумулятивная модель развития науки. Однако история науки показывает, что в ходе научного развития происходит ломка и смена оснований науки. С точки зрения антикумулятивной модели, развитие науки есть дискретный процесс, а научное сообщество предстает в виде разобщенных группировок, отстаивающих свои интересы и принципы.
В современной западной философии науки существуют следующие модели оснований науки:
1. Конвенциализм – методологическая программа, провозглашающая в качестве оснований науки соглашения между учеными. Эти соглашения обусловлены соображениями удобства, простоты и не связаны с критериями истинности. Основоположником этого направления был Ж. А. Пуанкаре (1854 – 1912). Для него объективность знания означает общезначимость, то есть объективное знание должно быть обще многим умам.
2. Психофизика Э. Маха (1838 – 1916). Он представлял познание как процесс прогрессивной адаптации к среде. С его точки зрения, идеалом науки является чистое описание фактов чувственного восприятия, а сознание подчиняется принципу экономии мышления. Суть этого принципа заключается в том, чтобы отыскать наименьшее количество наипростейших независимых суждений, из которых могут быть получены все остальные знания, как логические следствия.
3. Анализ протокольных предложений Венского кружка М. Шлика (1882 – 1936). Суть этого подхода к изучению оснований науки заключалась в том, что основанием научного познания считалась фиксация «непосредственно данного», то есть установление протокольных предложений (исходных элементарных утверждений). В истинности этих утверждений, с точки зрения представителей этой школы, сомневаться нельзя, так как они выражают чистый чувственный опыт субъекта. Поэтому необходимо провести критику всего наличного массива знаний по принципу верификации. В последствие идеи этой школы были доработаны в работах К. Поппера (1902 – 1994), который разработал концепцию критического рационализма и принцип фальсификации знания.
4. Личностное знание М. Полани (1891 – 1976). С точки зрения этого британского ученого и философа, именно неявное, личностное знание лежит в основе науки вообще. Личностное знание понимается как состояние, связанное с интеллектуальной самоотдачей, страстным вкладом познающего. Науку делают люди, обладающие мастерством. И этих людей, делающих науки, нельзя отделить от того знания, которое они производят.
5. Эволюционная эпистемология Ст. Тулмина (1922 – 1997). С точки зрения этого американского исследователя, познавательный аппарат человека – это механизм адаптации, развитый в процессе биологической эволюции. Он обосновывает идею постепенного развития научного знания, благодаря накоплению мелких изменений, то есть эволюционным путем. Поэтому ведущая роль в этой эволюции принадлежит научной элите, от которой и зависит успешность «искусственного отбора» и выведение новых продуктивных популяций понятий.
6. Для Т. Куна (1922 – 1995) основанием науки является парадигма. Парадигма есть модель постановки и решения научных проблем в данный конкретный исторический период. Деятельность научного сообщества рассматривается Т. Куном также в качестве важного элемента, входящего в основание науки. Куновская модель развития науки предполагает конкурентную борьбу между различными научными сообществами. В результате этой борьбы периоды «нормальной науки», когда господствует одна парадигма, сменяются периодами научных революций, в ходе которых происходит смена парадигм.
7. Научно-исследовательская программа И. Лакатоса (1922 – 1974) во многом близка парадигме Т. Куна. Научная программа – это основная единица развития научного знания, совокупность теорий, связанных непрерывно развивающимся основанием. Развитие науки, с этой точки зрения, есть смена научно-исследовательских программ. В их развитии выделяют две стадии: прогрессивную и вырожденческую. Роль научных революций и заключается в замене вырожденческой научно-исследовательской программы на прогрессивную.
8. Тематический анализ науки Дж. Холтона (р. 1922). Занимаясь историей науки, он приходит к выводу, что тематизм играет главную роль в стимулировании научных прозрений и независим от эмпирического или аналитического содержания исследований. Холтон подчеркивает «древность» большинства тем в науке. Он выявляет инвариантные структуры научного познания, которые сохраняются даже в ситуациях научных революций. Ученый приходит к вводу, что новые теории возникают на стыке конкурирующих позиций, а новые темы появляются в ситуации, когда невозможно сблизить существующие.
9. Анархический плюрализм П. Фейерабенда (1924 – 1994). Этот американский философ и методолог в основание науки положил механизм размножения (полиферации) теорий, являющихся несоизмеримыми, то есть не имеющими единого логического основания. Идею плюрализма теорий Фейерабенд расширяет до плюрализма традиций. Он утверждает принципиальную нерегулируемость познавательного процесса, неравномерность в развитии научного познания и хаотичность науки в целом. А также указывает на принцип «теоретического упорства», суть которого заключается в отказе от введения в гносеологический оборот новых теорий и сохранение имеющихся.
Методы научного познания и их классификация.
Важно различать такие понятия, как методология и метод. Методология - это учение о структуре, логической организации, методах и средствах деятельности. Метод - это совокупность приемов или операций практической или теоретической деятельности. Метод можно также охарактеризовать как форму теоретического и практического освоения действительности, исходящего из закономерностей поведения изучаемого объекта. Ф. Бэкон сравнивал правильный научный метод со светильником, освещающим путнику дорогу в темноте.
Методы научного познания включают так называемые всеобщие методы, то есть общечеловеческие приемы мышления, общенаучные методы и методы конкретных наук. Методы могут быть классифицированы и по соотношению эмпирического знания (знания полученного в результате опыта, опытного знания) и знания теоретического, суть которого - познание сущности явлений, их внутренних связей.
Следует иметь в виду, что каждая отрасль естествознания наряду с общенаучными применяет свои конкретно-научные, специальные методы, обусловленные сущностью объекта исследования. Однако зачастую методы, характерные для какой-либо конкретной науки применяются и в других науках. Это происходит потому, что объекты исследования этих наук подчиняются также и законам данной науки. Например, физические и химические методы исследования применяются в биологии на том основании, что объекты биологического исследования включают в себя в том или ином виде физические и химические формы движения материи и, следовательно, подчиняются физическим и химическим законам.
К всеобщим методам познания относятся диалектический и метафизический методы. Это общефилософские методы. Диалектический метод - это метод познания действительности в ее противоречивости, целостности и развитии. Метафизический метод - метод, противоположный диалектическому, рассматривающий явления вне их взаимной связи и развития. С середины 19-го века метафизический метод все больше и больше вытеснялся из естествознания диалектическим методом.
Соотношение общенаучных методов также можно представить в виде следующей схемы:
Общенаучные методы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Анализ - мысленное или реальное разложение объекта на составляющие его части.
Синтез - объединение познанных в результате анализа элементов в единое целое.
Обобщение - процесс мысленного перехода от единичного понятия к общему, от менее общего к более общему и т.д.
Абстрагирование (идеализация) - мысленное внесение определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с целями исследования. В результате идеализации из рассмотрения могут быть исключены некоторые свойства, признаки объектов, которые не являются существенными для данного исследования. Пример такой идеализации в механике - материальная точка, т.е. точка, обладающая массой, но лишенная всяких размеров. Таким же абстрактным (идеальным) объектом является абсолютно твердое тело.
Индукция - процесс выведения общего положения из наблюдения ряда частных единичных фактов, то есть познание от частного к общему. На практике чаще всего применяется неполная индукция, которая предполагает вывод обо всех объектах множества на основании познания лишь части объектов. Неполная индукция, основанная на экспериментальных исследованиях и включающая теоретическое обоснование, называется научной индукцией. Выводы такой индукции часто носят вероятностный характер. Это рискованный, но творческий метод. При строгой постановке эксперимента, логической последовательности и строгости выводов она способна давать достоверное заключение. По словам известного французского физика Луи де Бройля, научная индукция является истинным источником действительно научного прогресса.
Дедукция - процесс аналитического рассуждения от общего к частному или менее общему. Она тесно связана с обобщением. Если исходные общие положения являются установленной научной истиной, то методом дедукции всегда будет получен истинный вывод. Особенно большое значение дедуктивный метод имеет в математике. Математики оперируют математическими абстракциями и строят свои рассуждения на общих положениях. Эти общие положения применяются к решению частных, конкретных задач.
В истории естествознания были попытки абсолютизировать значение в науке индуктивного метода (Ф. Бэкон) или дедуктивного метода (Р. Декарт), придать им универсальное значение. Однако эти методы не могут применяться как обособленные, изолированные друг от друга. Каждый из них используется на определенном этапе процесса познания.
Аналогия – один из видов индуктивного метода, это вероятное, правдоподобное заключение о сходстве двух предметов или явлений в каком-либо признаке на основании установленного их сходства в других признаках. Аналогия с простым позволяет понять более сложное. Так, по аналогии с искусственным отбором лучших пород домашних животных Ч. Дарвин открыл закон естественного отбора в животном и растительном мире.
Моделирование - воспроизведение свойств объекта познания на специально устроенном его аналоге - модели. Модели могут быть реальными (материальными), например, модели самолетов, макеты зданий, фотографии и т. п., и идеальными (абстрактными), создаваемые средствами языка (как естественного человеческого языка, так и специальных языков, например, языком математики). В этом случае получается математическая модель. Обычно это система уравнений, описывающая взаимосвязи в изучаемой системе.
Исторический метод подразумевает воспроизведение истории изучаемого объекта во всей своей многогранности, с учетом всех деталей и случайностей. Логический метод - это, по сути, логическое воспроизведение истории изучаемого объекта. При этом история эта освобождается от всего случайного, несущественного, то есть это как бы тот же исторический метод, но освобожденный от его исторической формы.
Классификация - распределение тех или иных объектов по классам (отделам, разрядам) в зависимости от их общих признаков, фиксирующее закономерные связи между классами объектов в единой системе конкретной отрасли знания. Становление каждой науки связано с созданием классификаций изучаемых объектов, явлений. Классификация - это процесс упорядочивания информации. В процессе изучения новых объектов в отношении каждого такого объекта делается вывод: принадлежит ли он к уже установленным классификационным группам. В некоторых случаях при этом обнаруживается необходимость перестройки системы классификации. Существует специальная теория классификации - таксономия. Она рассматривает принципы классификации и систематизации сложноорганизованных областей действительности, имеющих обычно иерархическое строение (органический мир, объекты географии, геологии и т.п.). Одной из первых классификаций в естествознании явилась классификация растительного и животного мира выдающегося шведского натуралиста Карла Линнея (1707-1778). Для представителей живой природы он установил определенную градацию: класс, отряд, род, вид, вариация.
Методы научного познания также делятся на две группы - эмпирические и теоретические методы – в зависимости от того, на каком познавательном уровне они используются. Это можно представить с помощью следующей схемы:
В современной науке учитывается принцип относительности свойств объекта к средствам наблюдения, эксперимента и измерения. Так, например, если изучать свойства света, изучая его прохождение через решетку, он будет проявлять свои волновые свойства. Если же эксперимент и измерения будут направлены на изучение фотоэффекта, будет проявляться корпускулярная природа света (как потока частиц - фотонов).