История и философия науки. Учебное пособие-1

методы построения теории (восхождение от абстрактного к конкретному, аксиоматический и гипотетико-дедуктивный методы); методы логического и исторического исследования.

Эмпирический и теоретический уровни познания, отличаясь по предмету, средствам и методам исследования, всегда взаимодействуют в процессе научного познания.

Структура эмпирического знания. Эмпирическое знание добы-

вается в опыте, в непосредственном или опосредованном (через приборы) контакте исследователя с существующими вне его сознания объектами. Оно возникает в процессе изучения реального объекта, но истолковывается как знание об абстрактном объекте. Это придает эмпирическому знанию общий характер и позволяет распространитьегонареальныеобъектывкачествечастныхслучаев данного абстрактного объекта, например законы идеального газа в физике. Таким образом, познание на эмпирическом уровне направленоотконкретногореальногообъектакабстрактному,затем от него – к конкретному множеству реальных объектов.

Главнойзадачейвэмпирическомпознанииявляетсяполучение научныхфактов.Основнымиэмпирическимиметодамиявляются наблюдение и эксперимент.

Научное наблюдение – это целенаправленное и специально организованное восприятие явлений. Проведение научных наблюдений требует соответствующей подготовки (сбор предварительной информации о подлежащих наблюдению явлениях, выбор и комплектация приборов и т. д.). Главное требование к научному наблюдению – объективность, точность даваемых им сведений.

Наблюдение должно проводиться так, чтобы вмешательство наблюдателянеисказилокартинуизучаемыхявлений.Однакотакое вмешательство может стать эффективным средством познания, если строго фиксировать, с одной стороны, воздействие исследователя на изучаемый объект, а с другой – изменения, которые оно вызывает в объекте. Наблюдение, проводимое в этой ситуации, превращается в элемент другого, более сложного метода эмпирического познания – эксперимента.

81

Эксперимент – это управляемое и контролируемое воздействиенаизучаемыйобъектвцеляхполученияинформациионем. В эксперименте познавательная деятельность соединяется с деятельностью практической. В нем используется целый ряд материальныхсредств:приготовляющиеустройства,которыепорождаютизучаемыеявленияиобусловливаютихизменение,изолирующиеустройстваит.д.Взависимостиотцели,поставленной экспериментатором, различают эксперименты измерительные, проверочные, поисковые и контрольные.

Итогомнаблюденийиэкспериментовдолжнобытьустановление научных фактов. Однако данные, полученные в каком-то одном наблюдении или эксперименте, еще не являются фактами науки. Чтобы свести к минимуму влияние случайностей и возможные ошибки, наблюдения и эксперименты многократно повторяются и их результаты подвергаются математической (статистической) обработке. Только после этого они становятся достоверными научными фактами.

Вфилософии науки термин «научный факт» находится в процессе осмысления и может употребляться в различных смыслах и контекстах.Понятие«факт»можетвыступатьсинонимомтермина «истина»,например:суммаугловтреугольникаравнадвумпрямым углам.Фактомназываютнекотороесобытие.Например,утверждение «Наполеон Бонапарт родился 15 августа 1769 г.» указывает на исторический факт, независимый от познающего субъекта.

Втеориипознанияфактомназываетсяэмпирическоевысказы- вание,суждениеособытии.Факт–этонесамособытие,аутверж- дениеонем,описаниесобытия.Множествособытийширемножествафактов.Событиестановитсяфактом,еслионовошловсферу человеческого познания 25.

Существуютидругиевариантыинтерпретациисодержанияпонятия «факт». Например, предлагается считать, что факт – это действие, происшествие, событие, относящееся к прошлому или ещедлящемусянастоящему,ноникогдакбудущемувремени;нечто

25 См.: Штоф В. А. Проблемы методологии научного познания /

В. А. Штоф. М. : Высш. шк., 1978. С. 136–138.

82

конкретное и единичное в противоположность абстрактному и общему; нечто реальное, не вымышленное в противоположность фантазии, выдумке 26.

Общим для приведенных размышлений является следующий вывод. Факты науки представляют собой обоснованное утверждение, подтвержденное данными наблюдений, экспериментов и их последующейинтерпретациейвсветеопределенныхтеоретических предпосылок.Чтосчитатьфактомикакегопонимать–зависитот теории,сточкизрениякоторойобъясняютсяэмпирическиеданные.

Накапливая факты и подвергая их систематизации, классификации, обобщению, ученые находят зависимости между ними – эмпирическиезаконыилизакономерности.Совокупностьэмпирическихзаконов,относящихсякнекоторойобластиявлений,иногда называютфеноменологическойтеориейэтихявлений.Однакотакая теорияневыходитзарамкиэмпирическогоописанияявленийине объясняетихсущности.Например,эмпирическиезаконытеплового расширениянеобъясняютнимеханизмаэтогоявления,нилинейного характера зависимости объема от температуры.

Объяснение найденных эмпирических фактов и закономерностей требует перехода на более высокий теоретический уровень научного познания.

Структуратеоретическогознания.Теоретикработаетнессамими объектами,асихмысленнымиобразами.Егоматериальныеорудия деятельности – не приборы или испытательные стенды, а всего лишь карандаш и бумага, к которым в наше время добавился еще и компьютер. Считается, что затраты на развитие теоретических исследованийнадвапорядканиже,чемнаразвитиеэмпирических.

Специфический признак теоретического познания – создание идеальных объектов, раскрывающих сущность эмпирически наблюдаемых явлений. В процессе теоретического познания идеальныеобъектыразличнымобразомкомбинируются,изнихстроятсямысленныеконструкции,представляющиесобоймысленные модели изучаемых явлений.

26 См.: Никифоров А. Л. Научный факт и научная теория / А. Л. Никифоров//Творческаяприроданаучногопознания.М.:Наука,1984.С.155.

83

Теоретическоеисследование,направленноенаобъяснениеэмпирическихфактовизакономерностей,можетразвиватьсядвояким образом.

Первоенаправление–нефундаментальноетеоретическоеиссле- дование,целькоторого–найтиобъяснениеэмпирическихфактов

изакономерностей в уже имеющихся в науке теориях. Это может потребоватьрасширенияпредметнойобластиисследования,включения в теорию новых идей. Но когда не удается добиться успеха в объяснении эмпирических данных в рамках известных теорий, приходится вступать на второй путь – фундаментальное теоретическое исследование. Оно связано с разработкой принципиально новой научной теории.

Принципиально новое теоретическое знание не может быть полученонипосредствоминдуктивногообобщенияэмпирических фактов, ни посредством дедуктивного вывода из старого теоретического знания. По словам Эйнштейна, исходные идеи, понятия, принципыновойтеорииявляютсяпродуктамиинтуицииученого. Онирождаютсякаксвободныетворенияразума.«Наопытеможно проверить теорию, но нет пути от опыта к теории»; к основным законам новой теории «ведет не логический путь, а только основанная на проникновении в суть опыта интуиция»27.

Первые шаги к новой теории связаны с поиском новых теоретических моделей изучаемых явлений. Создание теоретической моделисовершаетсяумозрительно,наосновесвободнойигрывоображения.Ученыйпридумывает,изобретаетвариантытакихмоделей

ивыбираетизнихте,которыекажутсяемунаиболееподходящими для объяснения эмпирических данных.

Важную роль здесь играют разнообразные мысленные эксперименты – умозрительное исследование теоретической модели, ее «поведения» в различных мысленно представляемых условиях. Изучениетеоретическихмоделейвмысленныхэкспериментахпозволяетсформулироватьпонятияипринципы,которыеотражают свойства этих моделей.

27 Эйнштейн А. Собрание научных трудов. В 4 т. Т. 4 / А. Эйнштейн.

М., 1967. С. 183, 291.

84

Однимизпервыхиспользовалметодмысленногоэксперимента Галилей. Представив в воображении идеальный шар, катящийся по идеально гладкой плоскости, он пришел к выводу, что если плоскость строго горизонтальна, то не существует никакой силы, которая заставила бы шар прекратить движение. Этот вывод был названНьютономпринципоминерции–одноизфундаментальных положениймеханики.Припостроенииобщейтеорииотносительности Эйнштейн проводил мысленные эксперименты, в которых рассматривалкабинулифта,расположенноговкосмическомпространстве. Наблюдатель, находящийся в лифте, не сможет определить, что является причиной давления тел на пол: сила тяжести или ускорение движения кабины вверх. Это позволило Эйнштейну сформулировать принцип эквивалентности гравитационной и инертной массы.

Найденныеумозрительнопонятияипринципыобразуютфундаментновойтеории.Ночтобынаэтомфундаментевозвестиздание теории, необходимо вернуться из умозрительного мира, где царит игра воображения и полет фантазии, в мир «железной логики»

и«упрямых» фактов, которыми проверяются и обосновываются результаты воображения, интуиции, мысленных экспериментов. Изосновныхпринциповтеориидолжныбытьлогическивыведены возможныеследствияиразвернутасистемапонятий,чтоиобразует содержание теории. Сформулированные утверждения – теорети- ческие законы – должны объяснять известные факты и закономерности, а также предсказывать новые.

Теория – это логически упорядоченная система знаний, представленная законами, объясняющими наблюдаемые явления, на основании которых строятся мысленные модели предполагаемых событий.

Теория отражает действительность опосредованно: мысленные модели выступают как промежуточное звено между теорией

идействительностью. Теоретическая модель всегда основывается на упрощении, схематизации, идеализации реальности, поэтому

итеория всегда отражает реальность лишь в упрощенном, схематизированном и идеализированном виде. Теоретические зако-

ны описывают свойства идеальных объектов. Чтобы применить

85

теоретическиезаконыкреальнымобъектам,необходимопостроить для них соответствующие теоретические модели.

Логическое развертывание и систематизация содержания теории происходят в различных науках по-разному. В математике, начиная со времен Евклида, развивается аксиоматический метод построения теорий. Суть его заключается в том, что, во-первых, за исходные положения теории принимаются не подлежащие доказательству утверждения – аксиомы, во-вторых, все остальные положения теории логически выводятся из аксиом по правилам дедуктивноговывода,в-третьих,термины,содержащиесявязыке теории, определяются через неопределяемые термины, фигурирующие в аксиомах.

Аксиоматическоепостроениепридаеттеориилогическуюстройность, строгость и четкость. Построение теории становится особеннострогим,есликтремуказаннымусловиямдобавляетсяточное определение используемых в ней правил логического вывода, а сама теория формализуется.

Формализация – метод изложения теории особым языком со строго фиксированным синтаксисом. Язык вводится набором исходных символов, а также правил образования из них языковых выражений(формул)иправилопераций–переходаотоднихфор- мул к другим.

Теория,изложеннаявформализованномязыке,превращаетсяв формализованную систему. В такой системе содержательные рассуждения,основанныенапониманиисмыслатерминов,заменяются формальными операциями со знаками по заданным правилам. Это позволяет сводить процессы рассуждения к четко определеннымалгоритмам,программироватьихи«поручать»ихпроведение компьютеру.Дляприложенияформализованнойтеориикописанию объектовнеобходимоустановитьеесемантику(смыслееязыковых выражений,правилаегонахождения).Интерпретацияформализованнойтеориивсоответствиисправиламисемантикипревращает

еев содержательную теорию определенной предметной области. Аксиоматическийметоднаходитприменениеивестественных

науках(механика,оптика,термодинамикаидр.).Однаковозможности его использования в естествознании ограничены, так как

86

содержаниеестественнонаучныхтеорийдолжнообосновыватьсяи корректироватьсяопытом,аданныеопытамогутнеукладываться в рамки принятой заранее аксиоматики.

Для наук, основанных на опыте, подходит гипотетико-дедук- тивный метод построения теорий. В этом случае исходные положения теории формулируются не как аксиомы, а как гипотезы. Входеразработкитеориикниммогутдобавлятьсяновыегипотезы ипонятия.Врезультатевтеорииобразуетсяиерархическаясистема гипотез различного уровня общности. Из них методом дедукции формулируются выводы, которые подлежат проверке опытом.

Научные гипотезы и теории должны удовлетворять ряду методологических требований, соблюдение которых хотя и не обеспечиваетихистинность,нодаетимправонасуществованиевнауке. Перечислим важнейшие требования:

1.Логическая непротиворечивость.

2.Принципиальнаяпроверяемость.Изгипотезы(теории)должны вытекать следствия, доступные опытной проверке. В противном случае она становится принципиально непроверяемой, ее нельзя ни подтвердить (верифицировать), ни опровергнуть (фальсифицировать). С непроверяемыми гипотезами науке просто нечего делать. Эти гипотезы имеют право на существование в другой мировоззренческой конструкции, которая базируется на способности и потребности человеческого сознания верить и надеяться на исполнение своих желаний.

3.Фальсифицируемость, то есть принципиальная возможность опровержения. На важность этого методологического требования впервые обратил внимание в 1930-х гг. К. Поппер. Если опытные данные способны только подтверждать гипотезу и не может быть вообщеникакихспособовееопровергнуть,тоонанеинформативна. В частности, гипотезы, подобные неопровержимому прогнозу «либо дождик, либо снег, либо будет, либо нет», никакой информации не несут.

4.Предсказательная сила. Гипотеза (теория) должна не только объяснять факты, для которых она создана, но и предсказывать новые. Чем больше неизвестных явлений способна объяснить

87

гипотезаичемменеевероятнымипредставляютсяеепредсказания, темвышееепредсказательнаясилаитембольшийприростзнания она способна дать. Гипотезы, специально придуманные для объяснения какого-то явления и не предполагающие никаких иных следствий,называютсягипотезамиadhoc(отлат.кэтому).Такие гипотезынедопускаютнезависимойотданногоявленияпроверки

ине приносят никакого достоверного знания.

5.Максимальнаяпростота.Подпростотойгипотезыилитеории понимают ее способность объяснять широкий круг явлений, не используя произвольные допущения ad hoc. С простотой связаны логическое совершенство, красота, изящество теории. Оценка гипотез и теорий по этому критерию имеет сравнительный характер: из несколькихравныхпо прочим критериям гипотез (теорий) предпочтительна более простая.

6.Преемственность. Новые идеи, гипотезы, теории должны опираться на предшествующее научное знание, быть его дальнейшимразвитиемипродолжением.Изновыхидей,конкурирующих другсдругом,предпочтительнее(припрочихравныхусловиях)та, котораявнаибольшейстепенисохраняетпредшествующеезнание. Так,принципперманентностивматематике(Г.Ганкель)ипринцип соответствиявфизике(Н.Бор)требуютотновойтеориивключения старойкакчастныйилипредельныйслучай.Именнотаксоотносятсяевклидоваинеевклидовагеометрия,геометрическаяиволновая оптика, классическая и квантовая механика.

Таккаквсякаяматематическаятеория(геометрия,арифметика

идр.) сама является дедуктивно построенной логической системой, то она представляет собой готовое средство для получения дедуктивныхвыводов.Ночтобыуспешноприменятьэтосредствов наукахоприродеиобществе,необходимоустанавливатьвкаждом конкретномслучаесоответствиемеждупонятиямиматематической теориииобъектами,изучаемымивданныхнауках.Описаниеобъектов должно быть переведено на математический язык. Если это удаетсясделать,томатематическаятеорияпревращаетсявмощный

иэффективный метод теоретического исследования природных

иобщественных явлений.

88

Обычноматематизациянаучно-теоретическогознанияначина- ется с квантификации – выяснения простейших количественных параметров и их соотношений. На этой основе создается математическая схема изучаемых явлений, или математическая модель. Она может выражаться в виде системы функций, уравнений, геометрических фигур, графиков.

Математические модели позволяют теоретически исследовать не только количественную сторону явлений, но и многие их качественные, структурные и другие свойства. С помощью математическихмоделейстановитсявозможнымполучатьвыводы,которые трудноиливообщенельзяполучитьдругимисредствами.Нередко перевод понятий науки на математический язык становится орудием научных открытий, формирования принципиально новых понятийиидей.Классическимпримероммогутслужитьуравнения Максвелла в физике, истолкование которых привело к развитию теории электромагнитного поля.

Большуюэвристическуюрольвтеоретическомпознаниииграет обращение к методу математической гипотезы. Суть его заклю-

чается в том, что математический формализм (уравнение), описывающий одну область явлений, используется в качестве гипотетической математической схемы для описания другой области явлений.Приэтомвформализмвносятсянеобходимыеизменения, егосимволыполучаютновуюинтерпретацию.Примеромматематической гипотезы можно считать волновое уравнение Шредингера в квантовой механике, описывающее поведение электрона в электрическом поле.

§ 3. Принципы и нормы развития научного знания

Процесс развития научных знаний характеризуют:

1)взаимодействие картины мира (мировоззрения) и опытных фактов;

2)формирование первичных теоретических схем и законов;

3)становление развитой теории 28.

28 См.: Стёпин В. С. Философия науки … С. 229.

89

Взаимодействие мировоззрения и опытных фактов может реализовываться в двух вариантах: во-первых, на этапе становления новой области знания (научной дисциплины), нового типа мировоззрения и, во-вторых, в теоретически развитых дисциплинах при эмпирическом обнаружении и исследовании принципиально новыхявлений,которыеневписываютсявужеимеющиесятеории.

Наэтапезарождениянаучнойдисциплиныпроисходитнакопление эмпирического материала и его первоначальное осмысление. Для этого часто используется умозаключение по аналогии. Этот метод является неизменным спутником и предпосылкой экспериментального изучения природы. Еще в VII в. до н. э. Анаксагор предлагал считать: если раскаленный камень похож на Солнце, то можно предполагать, что Солнце – большой раскаленный камень. В 1600 г. английский ученый У. Гильберт исследовал поведение магнитнойстрелки,котораяпомещаласьвразныеточкишарового магнита.Полученныеданныеонсравнилсизвестнымиизпрактики мореплаванияфактамиориентациимагнитнойстрелкиотносительно Земли. Сравнивая эти факты, Гильберт сделал вывод о том, что Земляестьшаровоймагнит.ПоаналогииспредставлениямиоЗемле как большом магните он включил в картину мира представления

опланетах как о магнитных телах. Гильберт высказывает гипотезу

отом, что планеты удерживают на своих орбитах силы магнитного притяжения; вводит в язык науки понятие «электричество». В это времясилурассматриваликакрезультатсоприкосновениятел.Новаятрактовкасилыбылапреддвериеммеханическойкартинымира, в которой передача сил на расстоянии рассматривалась в качестве источника изменений в состоянии движения тел.

ВXVIIв.формулируетсяперваянаучнаякартинамира,которая была названа механической. В ее становлении решающую роль сыгралиновыемировоззренческиеидеииновыеидеалыпознавательнойдеятельности,сложившиесявкультуреэпохиВозрождения и Нового времени. Осмысленные в философии, они предстали в формепринципов,которыеобеспечилиновоевидениенакопленныхпредшествующимпознаниемипрактикойфактовипозволили создать новую систему представлений о мире.

90