История и методология науки. Учебное пособие-1

ном расстоянии от магнитной стрелки; быть прямолинейным; проводить электрический ток определённой силы.

Все остальные свойства здесь не имеют значения, и от них мы абстрагируемся в эмпирическом описании. Точно так же по ограниченно-

му набору признаков конструируется тот идеальный эмпирический объект, который образует смысл термина «магнитная стрелка». Каждый признак эмпирического объекта можно обнаружить в реальном объекте, но не наоборот.

Современная эпистемология находит достаточно сложную внутреннюю структуру у каждого из уровней научного знания. Так, эмпири-

ческое знание проявляется, по крайней мере, в четырех формах и каждая из форм имеет свои особенности языка. Язык первого, простейшего уровня эмпирического познания образуют так называемые протокольные предложения, или протокольные высказывания, т. е. частные эмпи-

рические высказывания и частные суждения, выражающие фиксированные точным образом хронологические и хорологические условия науч-

ного наблюдения (место и время наблюдения), идентификацию персоны субъекта наблюдения. На следующем уровне эмпирическое знание предстает в форме научных фактов.

Язык второго эмпирического уровня образуют общие (утверди-

тельные или отрицательные) суждения универсального характера, которые могут иметь динамический или вероятностно-статистический статус.

Они выражают индуктивные обобщения некоторого множества протокольных высказываний. Их часто называют фактофиксирующими суж-

дениями, отражающими проявления (наличие или отсутствие) некоторых свойств, отношений, состояний, то есть отсутствие или наличие тех или иных наблюдаемых черт исследуемого предмета. В случае наличия некоторого свойства и прочих черт предмета измеряется и фиксируется его количество, интенсивность проявления. Привычным символическим выражением фактов являются различного рода систематизированные клас-

сификации: таблицы, графики, диаграммы, математические модели и пр. На третьем уровне эмпирическое знание существует в форме эмпириче-

ских законов различной природы: каузальных (динамических или статистических), структурно-функциональных и прочих.

71

Эмпирические законы — это общие гипотезы, образованные в результате индуктивных рассудочных процедур: энумеративной и /или элиминативной индукции, индукции в виде обратной дедукции и других индуктивных методов обнаружения закономерных связей. Индуктивные умозаключения по своему логическому статусу не дают необходимого вывода, но знание лишь правдоподобное, предположительное, вероят-

ностное, поэтому все и любые эмпирические знания по своему доказательному статусу являются гипотетическими.

Эмпирическое знание имеет довольно сложную структуру, состоящую из четырех уровней. Первичным, простейшим уровнем эмпириче-

ского знанием являются единичные эмпирические высказывания (с квантором существования или без), так называемые «протокольные предложения». При составлении таких протоколов фиксируется точное время и место наблюдения. Вторым, более высоким уровнем эмпириче-

ского знания являются факты.

Научные факты представляют собой индуктивные обобщения протоколов, это — обязательно общие утверждения статистического или универсального характера. Они утверждают отсутствие или нали-

чие некоторых событий, свойств, отношений в исследуемой предметной области и их интенсивность (количественную определенность). Их сим-

волическими представлениями являются графики, диаграммы, таблицы, классификации, математические модели. Третьим, еще более высоким уровнем эмпирического знания являются эмпирические законы различных видов (функциональные, причинные, структурные, динамические,

статистические). Научные законы — это особый вид отношений между событиями, состояниями или свойствами, для которых характерно вре-

менное или пространственное постоянство (мерность).

Так же как и факты, законы имеют характер общих (универсаль-

ных или статистических) высказываний с квантором общности («Все тела при нагревании расширяются», «Все металлы — электропровод-

ны», «Все планеты вращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам»). Научные эмпирические законы (как и факты) являются общими гипотезами, полученными путем различных процедур: индукции через перечисление, элиминативной индукции, индукции как обратной де-

дукции, подтверждающей индукции.

72

Индуктивное восхождение от частного к общему, как правило, является в целом неоднозначной процедурой и способно дать в заключе-

нии только предположительное, вероятностное знание, поэтому эмпирическое знание по своей природе является в принципе гипотетическим.

Наконец, самым общим, четвертым, уровнем существования эмпирического научного знания являются феноменологические теории. Они представляют собой логически организованное множество соответствующих эмпирических законов и фактов (феноменологическая термо-

динамика, небесная механика Кеплера и др.). Являясь высшей формой логической организации эмпирического знания, феноменологические теории, тем не менее, и по характеру своего происхождения, и по возможностям обоснования остаются гипотетическим, предположитель-

ным знанием.

Структуру эмпирического уровня образуют два подуровня: непо-

средственные наблюдения и эксперименты и познавательные процедуры, посредством которых осуществляется переход от данных к эмпири-

ческим фактам (фиксируются в высказываниях типа: «более половины опрошенных в городе недовольны экологией городской среды»).

Конечная цель естественнонаучного исследования состоит в том, чтобы найти законы, которые управляют природными процессами, и

предсказать будущие возможные состояния этих процессов. Таким образом, при исследовании структуры эмпирического познания выясняет-

ся, что не существует чистой научной эмпирии, не содержащей в себе примесей теоретического. Но это является не препятствием для форми-

рования объективно истинного эмпирического знания, а условием такого его формирования.

Все эти особенности средств и методов связаны со спецификой предмета эмпирического и теоретического исследования. На каждом из этих уровней исследователь может иметь дело с одной и той же объективной реальностью, но он изучает её в разных предметных срезах, в

разных аспектах, а поэтому её видение, её представление в знаниях будут даваться по-разному. Эмпирическое исследование в основе своей ориен-

тировано на изучение явлений и зависимостей между ними. На этом уровне познания сущностные связи не выделяются ещё в чистом виде, но они как бы высвечиваются в явлениях, проступают через их конкретную

73

оболочку. На уровне же теоретического познания происходит выделение сущностных связей в чистом виде. Сущность объекта представляет собой взаимодействие ряда законов, которым подчиняется данный объект. Задача теории как раз и заключается в том, чтобы, расчленив эту сложную сеть законов на компоненты, затем воссоздать шаг за шагом их взаимодействие и таким образом раскрыть сущность объекта.

Обработка и систематизация знаний.

Методы этого уровня предполагают работу с полученной эмпири-

ческой информацией — научными фактами, которые необходимо обработать, систематизировать, осуществить первичное обобщение. К ним относятся:

–анализ и синтез. Эмпирический закон;

–индукция и дедукция эмпирическая (описательная);

–аналогия, гипотеза;

–систематизация;

–классификация.

По своей природе это во многом «чисто логические» методы, но они находятся на эмпирическом уровне научного исследования; их за-

дача — упорядочивание фактуального знания.

Анализ и синтез. Анализ — метод исследования, состоящий в мысленном расчленении (разложении) целого или вообще сложного явления на его составные, более простые элементарные части и выделе-

нии отдельных сторон, свойств, связей. Синтез — это метод исследования, состоящий в соединении, воспроизведении связей проанализиро-

ванных частей, элементов, сторон, компонентов сложного явления и постижении целого в его единстве.

Во всех науках осуществляется аналитико-синтетическая деятельность, при этом в естествознании она может осуществляться не только мысленно, но и практически.

Индукция, дедукция, аналогия.

Переход от анализа фактов к теоретическому синтезу в подавляющем большинстве случаев является индуктивным — от знания от-

дельных фактов к знанию общего, к эмпирическому обобщению и установлению общего положения, переходящего в закон или другую суще-

ственную связь.

74

Слабость индукции — в недостаточной обоснованности такого перехода. Кроме того, в посылках индуктивного заключения не содер-

жится знания о том, насколько обобщаемые признаки, свойства являются существенными.

Под дедукцией сегодня понимают не только метод перехода от общих суждений к частным, но всякое необходимое следование из од-

них высказываний, рассматриваемых в качестве посылок, других высказываний (заключений) с помощью законов и правил логики. Необходи-

мый характер следования делает получаемое знание не вероятным, а достоверным, что резко повышает его ценность для науки.

Систематизация и классификация.

Для обработки и обобщения фактов в научном исследовании ши-

роко применяются систематизация как приведение в единую систему и классификация как разбиение на классы, группы, типы.

Классификационные методы позволяют решать ряд познавательных задач:

–свести многообразие материала к сравнительно небольшому числу образований (классов, типов, форм, видов, групп и т. д.);

–выявить исходные единицы анализа и разработать систему соответствующих понятий и терминов;

–обнаружить регулярности, устойчивые признаки и отношения, в конечном счете — эмпирические закономерности;

–подвести итоги предшествующих исследований и предсказать существование ранее неизвестных объектов или их свойств,

–вскрыть новые связи и зависимости между уже известными объ-

ектами.

Классификация — это отношение разбиения, поэтому составление классификаций должно подчиняться следующим логическим тре-

бованиям:

–в одной и той же классификации необходимо применять одно и то же основание;

–объем членов классификации должен равняться объему класси-

фицируемого класса (соразмерность деления);

– члены классификации должны взаимно исключать друг друга и др.

75

Эмпирический закон. Применение рассмотренных методов обработки фактуального знания может привести к обнаружению некоторой объективной регулярности, к обобщениям на эмпирическом уровне. В связи с этим высказывается предположение о том, что эта регулярность обладает статусом закона. Однако исследователь все еще остается на эмпирическом уровне познания, поскольку и гипотеза, и закон — это пока эмпирические формы знания.

Специфика эмпирической гипотезы состоит в том, что она являет-

ся вероятностным знанием; носит описательный характер, т. е. содержит предположение о том, как ведет себя объект, но не объясняет поче-

му; обобщает результаты непосредственного наблюдения и выдвигает предположение о характере эмпирических зависимостей; формулирует-

ся средствами языка, содержащего термины наблюдения.

Примеры таких гипотез: «чем сильнее трение, тем большее коли-

чество тепла выделяется»; «любое цветовое ощущение вызывается комбинацией только трех цветов» (гипотеза Гельмгольца); «металлы рас-

ширяются при нагревании» и др.

Эмпирический закон — это наиболее развитая форма вероятност-

ного эмпирического знания, с помощью индуктивных методов фиксирующего количественные и иные зависимости, полученные опытным пу-

тем, при сопоставлении фактов наблюдения и эксперимента. В этом его отличие как формы знания от теоретического закона — достоверного знания, которое формулируется с помощью математических абстракций, а также в результате теоретических рассуждений, главным образом как следствие мысленного эксперимента над идеализированными объектами.

Итак, эмпирический уровень исследования достигает своего потол-

ка, завершившись не созданием теории (как иногда ожидают), но лишь первоначальными обобщениями типа эмпирических законов и гипотез.

В современной методологии термин «гипотеза» употребляется в двух основных значениях:

а) форма теоретического знания, характеризующаяся проблематичностью и недостоверностью;

б) метод развития научного знания.

Как форма теоретического знания гипотеза должна отвечать неко-

торым общим условиям, которые необходимы для ее возникновения и

76

обоснования и которые нужно соблюдать при построении любой научной гипотезы вне зависимости от отрасли научного знания:

1) Выделяемая гипотеза должна соответствовать установленным в науке законам. Например, ни одна гипотеза не может быть плодотвор-

ной, если она противоречит закону сохранения и превращения энергии. 2) Гипотеза должна быть согласована с фактическим материалом,

на базе которого и для объяснения которого она выдвинута. Иначе говоря, она должна объяснить все имеющиеся достоверные факты. Но ес-

ли какой-либо факт не объясняется данной гипотезой, последнюю не следует сразу отбрасывать, а нужно более внимательно изучить, прежде всего, сам факт, искать новые — более лучшие и достоверные факты.

3) Гипотеза не должна содержать в себе противоречий, которые запрещаются законами формальной логики. Но противоречия, которые являются отражением объективных противоречий, не только допусти-

мы, но и необходимы в гипотезе (такой, например, была гипотеза Луи де Бройля о наличии у микрообъектов противоположных — корпуску-

лярных и волновых — свойств, которая затем стала теорией).

4) Гипотеза должна быть простой, не содержать ничего лишнего,

чисто субъективистского, никаких произвольных допущений, не вытекающих из необходимости познания объекта таким, каков он в действи-

тельности.

5)Гипотеза должна быть применимой к более широкому классу исследуемых родственных объектов, а не только к тем, для объяснения которых она специально была выдвинута.

6)Гипотеза должна допускать возможность ее подтверждения или опровержения: либо прямо — непосредственное наблюдение тех явле-

ний, существование которых предполагается данной гипотезой; либо косвенно — путем выведения следствий из гипотезы и их последующей опытной проверки.

Итак, эмпирический и теоретический уровни познания отличают-

ся по предмету, средствам и методам исследования. Однако выделение и самостоятельное рассмотрение каждого из них представляют собой абстракцию. В реальности эти два слоя познания всегда взаимодействуют.

77

2. Теоретическое познание отражает явления и процессы со стороны их универсальных внутренних связей и закономерностей, постига-

емых с помощью рациональной обработки данных эмпирического знания. Эта обработка осуществляется с помощью систем абстракций

«высшего порядка» — таких, как понятия, умозаключения, законы, категории, принципы и других. На основе эмпирических данных здесь происходит мысленное объединение исследуемых объектов, постижение их сущности, «внутреннего движения», законов их существования,

составляющих основное содержание теорий.

Важнейшая задача теоретического знания — достижение объек-

тивной истины во всей ее конкретности и полноте содержания. Характерная черта — внутри научная рефлексия, т. е. исследование самого процесса познания, его форм, приемов, методов, понятийного аппарата и так далее. На основе теоретического объяснения и познанных законов осуществляется предсказание, научное предвидение будущего. Приемы: абстрагирование, идеализация, синтез, дедукция, восхождение от аб-

страктного к конкретному.

Теоретический уровень познания можно условно поделить на два подуровня. Первый образует частные теоретические модели и законы, которые выступают в качестве теорий, относящихся к достаточно огра-

ниченной области явлений. Второй — составляют развитые научные теории, включающие частные теоретические законы в качестве след-

ствий, выводимых из фундаментальных законов теории. Своеобразной организацией теоретических знаний на каждом из его подуровней явля-

ется двухслойная конструкция — теоретическая модель и формулируемый относительно неё теоретический закон.

В качестве элементов теоретической модели выступают абстрактные объекты (теоретические конструкты), которые находятся в строго определённых связях и отношениях друг с другом. Теоретические законы непосредственно формулируются относительно абстрактных объек-

тов теоретической модели. Они могут быть применены для описания реальных ситуаций опыта лишь в том случае, если модель обоснована в качестве выражения существенных связей действительности, проявляющихся в таких ситуациях. В развитых в теоретическом отношении

78

дисциплинах, применяющих количественные методы исследования (таких, как физика), законы теории формулируются на языке математики.

Признаки абстрактных объектов, образующих теоретическую модель, выражаются в форме физических величин, а отношения между этими признаками — в форме связей между величинами, входящими в уравнения. Применяемые в теории математические формализмы полу-

чают свою интерпретацию благодаря их связям с теоретическими моделями. Богатство связей и отношений, заложенное в теоретической моде-

ли, может быть выявлено посредством движения в математическом аппарате теории. Решая уравнения и анализируя полученные результаты,

исследователь как бы развёртывает содержание теоретической модели и таким способом получает всё новые и новые знания об исследуемой ре-

альности. Теоретические модели не являются чем-то внешним по отношению к теории. Они входят в её состав. Их следует отличать от анало-

говых моделей, которые служат средством построения теории, её своеобразными строительными лесами, но целиком не включаются в со-

зданную теорию.

В основании развитой теории можно выделить фундаментальную теоретическую схему, которая построена из небольшого набора базисных абстрактных объектов, конструктивно независимых друг от друга,

и относительно которой формулируются фундаментальные теоретические законы. Строение развитой естественнонаучной теории можно изобразить как сложную, иерархически организованную систему теоретических схем и законов, где теоретические схемы образуют своеобраз-

ный внутренний скелет теории.

3. Функционирование теорий предполагает их применение к объ-

яснению и предсказанию опытных фактов. Чтобы применить к опыту фундаментальные законы развитой теории, из них нужно получить следствия, сопоставимые с результатами опыта. Вывод таких следствий характеризуется как развёртывание теории. Иерархической структуре высказываний соответствует иерархия взаимосвязанных абстрактных объектов. Связи же этих объектов образуют теоретические схемы раз-

личного уровня. Развёртывание теории предстаёт не только как оперирование высказываниями, но и как мысленные эксперименты с аб-

страктными объектами теоретических схем.

79

Теоретические схемы играют важную роль в развёртывании теории. Вывод из фундаментальных уравнений теории их следствий (част-

ных теоретических законов) осуществляется не только за счёт формальных математических и логических операций над высказываниями, но и за счёт содержательных приёмов — мысленных экспериментов с абстрактными объектами теоретических схем, позволяющих редуцировать фундаментальную теоретическую схему к частным.

Представление о теории как математическом аппарате и его ин-

терпретации. Во-первых, аппарат нельзя понимать как формальное исчисление, развёртывающееся только в соответствии с правилами мате-

матического оперирования. Лишь отдельные фрагменты этого аппарата строятся подобным способом. «Сцепление» же их осуществляется за счёт обращения к теоретическим схемам, которые эксплицируются в форме особых модельных представлений, что позволяет, проводя мыс-

ленные эксперименты над абстрактными объектами таких схем, корректировать преобразования уравнений принятого формализма.

Во-вторых, следует уточнить само понятие интерпретации. Известно, что интерпретация уравнений обеспечивается их связью с тео-

ретической моделью, в объектах которой выполняются уравнения, и связью уравнений с опытом. Последний аспект называется эмпириче-

ской интерпретацией.

Эмпирическая интерпретация достигается за счёт особого отоб-

ражения теоретических схем на объекты тех экспериментальноизмерительных ситуаций, на объяснение которых претендует модель.

Процедуры отображения состоят в установлении связей между признаками абстрактных объектов и отношениями эмпирических объектов.

Описанием этих процедур выступают правила соответствия. Они составляют содержание операциональных определений величин, фигури-

рующих в уравнениях теории. Такие определения имеют двухслойную структуру, включающую:

–описание идеализированной процедуры измерения (измерение в рамках мысленного идеализированного эксперимента)

–описание приёмов построения данной процедуры как идеализации реальных экспериментов и измерений, обобщаемых в теории.

80