Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методология научного познания. Учебное пособие для вузов

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
07.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать
☆
оказалась на уровне умозрительной концепции, в то время как ди­намика Ньютона стала основой всей классической физики.
Отсюда видно, что процесс абстрагирования является отнюдь не такой простой операцией, как это представлялось сторонникам эм­пирической концепции, например Д. Локку. «Если из сложных идей, означаемых именами «человек» и «лошадь», — писал он, — устранить те особенности, которыми они различаются, удержать только то, в чем они сходятся, образовать из этого новую, особую сложную идею и дать ей имя «животное», то получается более об­щий термин, обнимающий вместе с человеком различные другие
1
существа»
. Такой чисто формальный подход в лучшем случае го­дится для образования самых элементарных эмпирических понятий, но он явно не подходит для образования даже элементарных мате­матических понятий. Ведь к понятию геометрической точки или прямой линии нельзя прийти путем отбрасывания некоторых наблю­даемых свойств предметов и сохранения некоторого общего их свой­ства. Все подобные понятия образуются путем процесса идеализации, т.е. создания таких воображаемых объектов, свойства которых отсут­ствуют у реальных предметов. В физике такими понятиями являются «идеальный газ», «несжимаемая жидкость», «абсолютно черное тело» и т.п. В социологии М. Вебера к ним приближаются мысленные конструкции, которые он называет «идеальными типами». По его словам, они «так же мало встречаются в реальности, как физиче­ские реакции, которые вычислены только при допущении абсолют­но пустого пространства»
2
.
Идеализация чаще всего связана с мысленным экспериментом, когда ученый теоретически осуществляет некоторые операции, ко­торые нельзя проделать эмпирически ни в каком реальном опыте. О том, какое значение мысленный эксперимент играет в формиро­вании теорий, свидетельствует история становления классической механики. Повседневный опыт показывает, что тело будет двигать­ся тем быстрее, чем сильнее воздействие на него. Отсюда можно заключить, что движущееся тело сразу же остановится, как только перестанет действовать на него сила. Этот вывод, сделанный Ари­стотелем, в течение двух с половиной тысячелетий считался непре­ложной истиной. Чтобы опровергнуть его, Галилей обратился к та­кому мысленному эксперименту. Допустим, что сила, заставлявшая его двигаться, вдруг перестала действовать. После этого тело прой­дет еще некоторое расстояние, причем оно будет тем больше, чем меньше на него будут воздействовать силы трения, сопротивления воздуха и т.п. Если теперь мысленно представить, что все эти силы перестанут действовать, тогда тело будет двигаться с постоянной
1
Ëîêê Äæ. Опыт о человеческом разуме. — М., 1898. — С. 406—407.
2
Weber M. Wissenschaft und Geselschaft. — Koln —Berlin, 1964. — S. 10.
101
скоростью равномерно и прямолинейно. Следовательно, скорость тела сама по себе не показывает, действуют ли на него внешние си­лы. Об этом можно судить лишь по ускорению или замедлению его движения. «Открытие, сделанное Галилеем, и применение им мето­да научного рассуждения, — пишут Эйнштейн и Инфельд, — было одним из самых важных достижений в истории человеческой мыс-
1
ли, и это отмечает действительное начало физики»
.
Дальнейший шаг в построении теории связан с поиском ис­ходных посылок, из которых чисто логически могут быть выведе­ны все другие утверждения теории. Обычно утверждения в виде фактов или эмпирических законов бывают известны до построе­ния теории. Выявить факты и сделать на их основе простейшие обобщения сравнительно нетрудно. Сложнее открыть эмпириче­ские законы, установление которых в развитых науках связано с измерениями и часто предполагает обращение к простейшим аб­стракциям и идеализациям.
Напомним, что известные из школьного курса физики законы Бойля — Мариотта и Гей-Люссака относятся не к реальным, а иде­альным газам. Кроме того, они выражают регулярные связи, между определенными наблюдаемыми их свойствами а именно объемом и давлением в первом случае, объемом и температурой — во втором.
Чтобы сделать дальнейший шаг на трудном пути создания тео­рии, необходимо прежде всего установить логическую связь между этими эмпирическими законами. Это было осуществлено с помощью известного уравнения Менделеева — Клапейрона, описывающего параметры состояния идеального газа. Это уравнение можно рас­сматривать как предпосылку простейшей эмпирической теории, из которой логически выводятся законы Бойля — Мариотта и Шарля — Гей-Люссака.
Попытка дальнейшего обобщения этого эмпирического закона наталкивается, однако, на непреодолимые трудности, поскольку тре­бует обращения к ненаблюдаемым объектам и теоретическим поня­тиям. Как известно, такие понятия и принципы были введены с построением атомно-молекулярной теории вещества, с помощью которой удалось раскрыть внутренний механизм протекающих при этом процессов и тем самым объяснить все известные эмпириче­ские законы.
Приведенный пример является типичным для точного естест­вознания: по такой схеме были построены теории астрономии, ме­ханики, оптики, электромагнетизма, химии и т.д. В таких опыт­ных и фактуальных науках, как психология, социология, поли-
1
Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики // Эйнштейн А. Собрание научных
трудов. — М., 1967. — Т. IV. — С. 363.
102
тология, география, археология и им подобных, главная трудность состоит в наличии большого числа изолированных от друга эмпи­рических обобщений и отсутствии надежных эвристических прин­ципов, с помощью которых можно было бы установить логическую связь между ними.
В ходе формирования теории ученым часто приходится обра­щаться к эвристическим (îò ãðå÷. heurisko — ищу) приемам и мето­дам, под которыми подразумеваются все те способы поискового мышления, которые не могут быть точно описаны аналитическими средствами. Их главное назначение состоит в том, чтобы способст­вовать поиску истины, достижению цели или решению проблемы, когда для этого не существует общепризнанных методов и приемов.
Лучше всего особенности эвристики можно проиллюстрировать на примере искусственного интеллекта, где есть немало задач, ко­торые могут быть решены путем перебора всех вариантов и выбора из них оптимального. Но даже если число таких вариантов конеч­но, оно может быть настолько большим, что справиться с этой за­дачей будет трудно и быстродействующему компьютеру. Для того чтобы существенно уменьшить число «слепых» переборов наудачу, необходимо найти такой прием, который исключил бы заведомо неправдоподобные варианты. Другим примером может служить эв­ристическое программирование, которое широко применяется для решения задач, не допускающих точного алгоритмического описа­ния. В более широком смысле к эвристическим методам могут быть отнесены все способы и приемы исследования, опирающиеся на наблюдения, аналогии, мысленные образы и модели, которые об­легчают поиск истины, но, конечно, не доказывают ее.
Такие методы и приемы поиска начали использоваться еще в античной науке. Наиболее эффективно их применял Архимед, ко­торый назвал их эвристическими, чтобы отличить от доказательных рассуждений. С помощью изобретенного им метода исчерпывания, ему удалось найти объемы многих геометрических тел. Однако при­держиваясь традиций греческой математической строгости, Архи­мед не относил свои результаты к доказательствам. «Факт, к кото­рому мы пришли, — подчеркивал он, — в действительности изложен­ным рассуждением не доказан, но это рассуждение дало своего рода
1
указание, что вывод верен»
.
Эвристические методы исследования теории находят наиболь­шее применение в развитых эмпирических науках. По ходу изложе­ния мы уже касались ряда примеров их плодотворного использова­ния в качестве специфических средств поиска истины в конкрет­ных науках. Так, принцип соответствия в физике дал возможность
1
Öèò. ïî: Ïîéà Ä. Математика и правдоподобные рассуждения. — М., 1957. —
Ñ. 187.
103
построить математический аппарат квантовой механики, опираясь на соответствующим образом модифицированные уравнения клас­сической механики. Принцип дополнительности способствовал раскрытию глубокой диалектической взаимосвязи между корпуску­лярными и волновыми свойствами микрочастиц материи. Соотно­шение неопределенностей В. Гейзенберга установило границы точ­ности при измерении сопряженных величин элементарных частиц, таких, как координата и импульс частицы
Значительно большую роль в процессе построения теории иг­рают мысленный эксперимент è модельные представления. Отвлечение от ряда ограничений реальных экспериментов, позволяющее значи­тельно упрощать и идеализировать изучаемые явления, обеспечило мысленному эксперименту такое широкое применение в точном ес­тествознании, на которое вряд ли может рассчитывать любой дру­гой эвристический метод. Нелишне будет отметить, что еще Гали­лей в своих исследованиях механических процессов наряду с реаль­ными экспериментами иногда обращался и «к воображаемым», по его терминологии, экспериментам, позволявшим ему представить эти процессы «в чистом виде». В самом деле, принцип инерции классиче­ской механики, известный теперь как первый закон Ньютона, мог появиться лишь в результате воображаемого эксперимента, поскольку ни в каком реальном эксперименте невозможно полностью изоли­ровать тело от внешних воздействий.
Мысленный эксперимент справедливо рассматривают как про­должение и теоретическое обобщение эксперимента реального, по­скольку именно последний дает наводящие указания о том, как можно было мысленно продолжить процесс и осуществить пре­дельный переход от реальной ситуации к воображаемой, идеальной. Действительно, реальный эксперимент наводит на мысль, что по мере уменьшения воздействия внешних сил на движущееся тело, пройденный им путь увеличивается. Именно это обстоятельство да­ло возможность предположить, что при отсутствии внешних сил те­ло будет двигаться равномерно и прямолинейно. Аналогично этому непрерывное уменьшение размеров тела в пределе приводит к обра­зованию понятия материальной точки.
В ходе исследования часто возникает также необходимость по­строения разнообразных моделей изучаемых процессов, начиная от вещественных и заканчивая концептуальными и математическими моделями. Такие модели опираются на аналогии свойств и отноше­ний между оригиналом и моделью. Изучив взаимосвязи, сущест­вующие между величинами, описывающими модель, их затем пере­носят на оригинал и таким образом делают правдоподобное заклю­чение об особенностях поведения последнего.
В концептуальных моделях отображаются логические связи ме­жду элементами моделируемых систем, а в математических моделях
104
исследованию подвергаются системы уравнений, описывающие та­кие системы. Изменяя параметры этих уравнений, можно получить различные варианты моделей, вычислить их результаты на компью­тере и сравнить с данными натурных экспериментов. Такой вычисли- тельный, или машинный, эксперимент в последние годы стал при­меняться для решения многих научных, народно-хозяйственных, экологических и других проблем.
Более простыми и привычными в процессе формирования тео­рии являются мысленные модели, когда удачный образ помогает представить особенности чувственно не воспринимаемых свойств и механизмов явлений. Прежде чем построить модель, сначала тща­тельно анализируется вся доступная информация, затем выдвигает­ся определенная гипотеза о структуре исследуемого объекта и толь­ко потом подыскивается подходящий мысленный образ или модель. В ходе дальнейшего исследования в эту модель могут вноситься до­полнения и уточнения, вызванные получением новой эмпириче­ской информации.
Например, когда физики начали изучать испускание и погло­щение света атомами, то в качестве мысленной модели они приня­ли модель Дж. Дж. Томсона, согласно которой положительно заря­женные частицы равномерно распределены по всему объему атома, а электроны вкраплены в него, подобно изюму в пудинге. Однако эксперименты с α-частицами показывали, что некоторые из них проходят свободно через атомы, а другие, ближе к центру, резко отклоняются от первоначального направления. Это заставило уче­ных отказаться от первоначальной модели и принять модель Э. Резерфорда, в которой атом уподобляется миниатюрной Солнеч­ной системе, где в центре расположено положительное заряженное ядро, а вокруг него вращаются электроны. Но и эту модель при­шлось модифицировать, так как согласно принципам электромагне­тизма вращающиеся вокруг ядра электроны должны были бы упасть на ядро. Ничего подобного в реальности не наблюдается, поскольку в нормальных условиях атомы являются весьма устойчивыми обра­зованиями, и требуются огромные силы, чтобы разрушить их. Что­бы устранить противоречие между моделью и реальным опытом, Н. Бору пришлось постулировать, что и вращаясь по стационарным орбитам, электроны не излучают энергии. Такое излучение проис­ходит только тогда, когда электроны переходят с одной стационар­ной орбиты на другую. В дальнейшем и эта модель подверглась пе­ресмотру и уточнению.
Приведенный пример из истории развития физики ясно пока­зывает, какую эвристическую роль играют концептуальные модели в научном познании, как они изменяются и совершенствуются под влиянием новых экспериментальных фактов.
105
5.5. Основные функции научной теории
Завершая эту главу, кратко остановимся на рассмотрении тех функций, которые теория должна осуществить в процессе научного познания и применения на практике. Более подробно о познава­тельных функциях теории речь пойдет в последующих главах.
Каждая наука призвана осуществить три основные функции.
1. Теория должна анализировать, классифицировать и системати-
зировать многочисленные факты и фрагменты научных знаний. Â ýòèõ
целях она приводит разрозненные и изолированные факты и зна­ния в логическую взаимосвязь, а главное — стремится вывести их по дедуктивным правилам из общих посылок, которыми служат ак­сиомы, основные эмпирические и теоретические законы науки. Идеальным для построения теорий и систематизации знаний в ма­тематике и точных науках является, как известно, аксиоматический метод, который впервые был использован древнегреческим матема­тиком Евклидом для систематического построения элементарной геометрии. Согласно этому методу, все знание, содержащееся в тео­рии, должно быть выведено чисто логически из небольшого числа исходных посылок, которые называются аксиомами или постулата­ми теории. Все остальные утверждения, называемые теоремами, должны быть доказаны, т.е. логически выведены из аксиом. Сами же аксиомы принимаются без доказательства.
Очевидно, что такой идеал никогда не может быть достигнут в теориях, которые опираются на наблюдения, эксперименты и эм­пирические факты. Новые наблюдения и опыт, а также практика предоставляют ученым новые факты, которые вынуждают их пере­сматривать прежние обобщения, законы и принципы. Тем не менее само стремление к такому идеалу заставляет искать логическую связь между различными по своей общности суждениями теории, в результате чего основное содержание теории оказывается можно вывести из минимального числа аксиом, основных законов и прин- ципов теории. Установление логической взаимосвязи между разны­ми фактами, их обобщениями и законами придает теории систем- íûé характер. Другими словами, именно в рамках законченной тео­рии достигается целостное, единое, системное представление об изучаемой области науки.
2. Теория с ее понятиями и законами служит для истолкования,
объяснения и понимания конкретных фактов действительности. Ïî-
добно тому, как дом строится из кирпичей, так и наука возникает из фактов. Но так же как груда кирпичей не представляет здания, так и наука не является простым набором разнообразных фактов. Факты необходимо осмыслить и истолковать с помощью теории. В свое время справедливо было замечено, что факты заставляют гово­рить с помощью мысли. Для этого нет ничего лучшего, чем теория.
106
Но что означает объяснить тот или иной факт? Как достигается та­кое объяснение? Эти вопросы мы подробно рассмотрим в главе 8. Здесь же отметим, что объяснение представляет собой дедуктивный вывод факта из закона, теории или, в крайнем случае, из эмпири­ческого обобщения. Иначе говоря, чтобы объяснить факт, надо подвести его под некоторую общую посылку, из которой он выво­дится как логическое следствие. Ясно, что убедительность объясне­ния будет зависеть от характера посылок.
3. Теория помогает предсказывать новые результаты и тем са-
мым прогнозирует будущее развитие событий. Эта ее функция явля-
ется наиболее ценной с практической и научной точки зрения. Ес­ли бы теория ограничивалась простым описанием и объяснением уже известных фактов, то она мало чем могла бы помочь при при­нятии конкретных практических решений. Теоретическое знание превращается в реальную силу тогда, когда дает возможность пред­видеть будущее. Теории, опирающиеся на законы, позволяющие выразить связи между явлениями в точной количественной форме, дают более надежные предсказания, чем дескриптивные, описа­тельные, теории.
107
Глава 6
ГИПОТЕТИКО-ДЕДУКТИВНЫЙ
МЕТОД ПОЗНАНИЯ
Долгое время было распространено мнение, что методы эмпи­рических наук, в особенности естествознания, основываются на индукции, т.е. установлении общих законов на основе опытного ис­следования отдельных явлений и событий. Однако из опыта, как мы уже знаем, нельзя логически вывести достоверного знания об общем. Результаты опыта всегда имеют гипотетический, вероятно­стный характер. Все это заставило ученых отказаться от индук­тивной модели обоснования науки и обратиться к анализу роли в ней гипотез.
В наиболее развитых науках имеют дело не столько с отдель­ными изолированными гипотезами, сколько с гипотезами, объеди­ненными в единую дедуктивную систему. Поэтому гипотетико­дедуктивный метод можно рассматривать как дедуктивный способ вывода заключений из посылок, образующих систему гипотез. По­скольку дедукция полностью переносит истиностное значение по­сылок на заключение, постольку вывод из гипотезы будет иметь лишь вероятностный, или правдоподобный, характер. Однако когда гипотезы будут рассматриваются в рамках единой системы, тогда они станут взаимно усиливать и подкреплять друг друга. В силу существования логической связи между отдельными гипотезами система гипотез будет полнее и точнее подтверждаться фактами, а тем самым она будет иметь более правдоподобный характер, чем отдельные, изолированные гипотезы.
Впервые гипотетико-дедуктивный метод был применен при построении классической механики Ньютоном, который возражал против прежнего истолкования гипотез как схоластических и спе­кулятивных построений. Поэтому он стал рассматривать основа­ния механики, и прежде всего ее исходные посылки, как весьма общие и подтвержденные многочисленными экспериментами принципы, полученные на основе анализа и синтеза эмпирических данных. Впоследствии эти принципы стали называть основными законами механики. Из них по правилам дедукции можно было вывести частные законы Галилея, Кеплера и Гюйгенса, а также другие утверждения механики. После того как работа по построе­нию системы гипотез, выведения из них логических следствий и их проверки будет завершена, такая система вместе с основными по­нятиями может превратиться в научную теорию. Именно этим
108
объясняется интерес к построению системы гипотез в наиболее развитых опытных науках. В менее развитых отраслях науки можно строить отдельные фрагменты гипотетико-дедуктивных систем. Однако до появления гипотетико-дедуктивных систем доми­нирующую роль в методологии науки играл индуктивный метод.
6.1. Индуктивная модель обоснования науки
Основателем индуктивного метода исследования по праву счита-
ется родоначальник материализма Нового времени Фрэнсис Бэкон. Недовольный силлогистикой Аристотеля, он в противовес его «Ор­ганону» создал свой «Новый Органон», в котором изложил хорошо знакомые нам теперь каноны, или правила, индуктивных рассужде­ний. Он настолько переоценивал значение своей индуктивной ло­гики, что считал ее универсальным инструментом для открытия любых новых истин о природе.
В подробной цитате, которую мы привели в главе 1, Бэкон утвер-
ждает, например, что его метод «немногое оставляет остроте и силе дарования» и даже сравнивает его с циркулем и линейкой. Подобно тому как с помощью этих средств можно проводить точные окруж­ности и прямые, так и с помощью канонов индукции, по его мне­нию, можно было бы безошибочно находить новые истины в науке. Открытие таких истин превращалось, таким образом, в чисто меха­нический процесс применения правил, которые Бэкон подробно обсуждает в «Новом Органоне». Используя современную термино­логию, мы могли бы сказать, что Бэкон надеялся, что ему удалось построить логический алгоритм открытий.
Хотя с помощью индукции действительно можно делать обобще-
ния и открывать простейшие эмпирические законы, но, во-первых, все они не выходят за рамки наблюдаемых свойств явлений, во­вторых, результаты индукции никогда не бывают безошибочными и достоверно истинными, а только вероятными или правдоподобны­ми в той или иной степени. Почти после двух столетий Джон Стю­арт Милль систематизировал и усовершенствовал каноны индукции Бэкона, чтобы использовать их для открытия законов причинной связи явлений. Однако с помощью таких канонов можно было ус­танавливать лишь простейшие причинные законы, выражающие ре­гулярные, эмпирически наблюдаемые отношения между свойствами предметов явлений. Раскрытие же глубоких внутренних связей ме­жду ними требует обращения к теоретическим понятиям и обобще­ниям фактов путем выдвижения смелых гипотез.
Никакого чисто логического пути перехода от эмпирических фак-
тов к теоретическим законам не существует хотя бы потому, что в эмпирическом познании отсутствуют теоретические понятия. Един­ственный путь для их открытия заключается именно в выдвижении
109
таких общих по форме и глубоких по содержанию гипотез, следствия которых надежно подтверждаются систематическими наблюдениями, экспериментом или практикой. В связи с этим во второй половине XIX в. начинается критика индуктивной модели научного откры­тия. Пожалуй, одним из первых против нее выступил английский историк науки У. Уэвелл в своей книге «Философия индуктивных наук», опубликованной в 1847 г. «Научное открытие, — писал он, — должно всегда зависеть от какой-либо счастливой мысли, просле­дить происхождение которой мы не в состоянии. Определенный всплеск интеллекта выше всяких правил, поэтому никаких рекомен­даций, которые бы неизбежно привели к открытию, дать нельзя».
Однако из этого вовсе не следует, что научное познание проис-
ходит посредством случайных проб и ошибок. Удачные догадки и предположения возникают не на пустом месте, а являются итогом систематических эмпирических и теоретических исследований, в результате которых в науке появляются сначала гипотезы, а затем хорошо проверенные законы.
Несостоятельность индуктивной модели науки с философской
точки зрения напрямую связана с проблемой обоснования, или оправ­дания, самой индукции. На каком основании мы можем утверждать, что общее или универсальное заключение, опирающееся на частные суждения о результатах опыта, окажется истинным? Для этого необхо­димо допустить существование особого принципа индукции, который оправдывал бы индуктивные умозаключения. Для дедуктивных выво­дов такой принцип действительно существует: если посылки дедукции истинны, то правила логики гарантируют истинность заключения. Ничего подобного не имеется для индукции: истинность ее посылок не обеспечивает истинности заключения. Сколько бы случаев мороз­ных дней в январе мы ни наблюдали, у нас нет уверенности в том, что в будущем январе не установится сравнительно теплая погода. Для заключения об истинности универсальных заключений из частных суждений опыта необходим общий принцип обоснования индук­ции, который некоторые философы видели в единообразии приро­ды (Д.С. Миль), априорном характере причинной связи (И. Кант) или сведении индукции к вероятности (Г. Рейхенбах). Однако все эти попытки оказались несостоятельными, поскольку для их обоснования пришлось бы обратиться к новым, более общим принципам и т.д., а тем самым прибегнуть к регрессу в бесконечность.
6.2. Гипотетико-дедуктивный
метод рассуждений
Гипотетико-дедуктивная модель, заменившая индуктивную, по-
лучила широкое распространение в 30-е гг. ХХ в. среди сторонников логического позитивизма, которые ограничивали задачу философии
110
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]