Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методология научного познания. Учебное пособие для вузов
.pdf
тами, во-вторых, помогает сформулировать пробную теоретическую
гипотезу, объясняющую эти факты. Дедуктивные следствия из этой
гипотезы могут натолкнуть на поиск других фактов, подтверждаемых и объясняемых ею. Индукция, по мысли Пирса, служит для
поиска и подтверждения новых фактов. Если обнаружится расхождение между фактами и объясняющей их гипотезой, то выдвигается
новая гипотеза. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет найдена гипотеза, наилучшим образом объясняющая все имею-
1
щиеся факты
. Таким образом, в абдуктивном рассуждении участвуют такие логические операции, как образование понятий при анализе фактов, дедукция — при выводе логических следствий из гипотезы
и индукция — при оценке и подтверждении фактов. «Абдукция, —
писал Пирс, — должна охватить все операции, посредством которых возникают новые теории и понятия»
2
.
Хотя абдуктивные рассуждения, как и индуктивные, в принципе
приводят к вероятностным заключениям, но степень их надежности
выше индуктивных обобщений, потому что они в отличие от индукции не только подтверждают гипотезы, но и лучше приближают
их к истине, а также ориентированы на выбор гипотезы, наилучшим образом объясняющей эмпирические факты. Все вышесказанное свидетельствует о том, что все недедуктивные рассуждения (абдукция, аналогия, индукция и статистика), заключения которых вероятны в той или иной степени, представляют собой эвристические
методы поиска истины, ориентирующиеся на логику. Поэтому они
скорее имеют дело с формой, чем с содержанием рассуждений. Конкретное содержание рассуждений меняется от одной науки к другой,
и на первый взгляд кажется, что в их рамках или в рамках ряда родственных наук трудно надеяться на создание специфических эвристических приемов или способов поиска истины, которые для отличия называют регулятивными принципами.
Для физики и математического естествознания в целом наиболее распространенным является принцип соответствия, который
был впервые применен при построении математического аппарата
квантовой механики. Согласно этому принципу, исходные понятия
и посылки двух родственных гипотез или теорий, например классической и квантовой механики, определенным образом соответствуют друг другу. Поэтому посылки квантовой теории в предельном
случае переходят в посылки классической теории. В свою очередь,
посылки классической теории можно использовать в качестве эвристического средства для поиска квантовой гипотезы. Впервые такую
попытку «применения квантовой теории на такой точке зрения, которая дает надежду рассматривать теорию квантов как рациональ-
1
Ñì.: Рузавин Г.И. Логика и основы аргументации. — М., 2003. — С. 120—126.
2
Peirce Ch. S. Essays in the Philosophy of Science. — N. Y., 1957. — P. 237.
71
ное расширение наших обычных представлений»1, предпринял выдающийся датский физик Нильс Бор. В неявной форме принцип
соответствия применялся уже при концептуальной проверке специальной и общей теории относительности, когда утверждения общей
теории относительности в предельном случае переходили в утверждения специальной теории.
В качестве эвристического средства научного поиска часто используется также мысленный эксперимент, который дает возможность
отвлечься от ряда несущественных особенностей реальных процессов
и явлений. Самым простым примером такого эксперимента, как говорилось в главе 3, является установление закона инерции в классической механике. Мысленно уменьшая воздействие внешних сил на
тело, путем предельного перехода можно освободиться от действия
всех сил и таким образом рассмотреть идеальный случай инерциального движения, когда на тело перестают действовать внешние силы,
и оно либо остается в покое, либо движется равномерно и прямолинейно. Более сложным примером является мысленный эксперимент
со свободно падающим лифтом, который стал для Эйнштейна «путе-
2
водной нитью в создании общей теории относительности»
.
В последние годы для эвристического поиска все чаще применяются концептуальные и математические модели, в особенности
компьютерный, или вычислительный, эксперимент. Во всех подобных моделях исследуемые процессы представлены в форме знаковых систем, в том числе в математических моделях — в виде уравнений и других абстрактных структур. Компьютерный эксперимент
отличается от других тем, что в нем вычисляются все варианты математического уравнения модели и путем сравнения их с действительностью выбирается наилучший вариант.
В заключение отметим, что все рассмотренные выше приемы и
способы эвристического поиска не гарантируют построения гипотезы, которая может оказаться истинной и даже наиболее правдоподобной. Они лишь облегчают, систематизируют и организуют поиск
истины. Окончательный же ответ на вопрос об истинности гипотезы дает ее эмпирическая и практическая проверка.
Проверка научных гипотез. Общая схема проверки гипотезы мо-
жет быть представлена в двух формах.
1. В случае подтверждения гипотезы имеют следующий вид:
Åñëè Í, òî Å èëè [ ( Í ⊃ Å) è ¬ Å] ⊃ ð(Í/Å)
Å - истинно
Í — вероятно
ãäå Í — гипотеза или обобщение; Å — свидетельство, подтверждающее его;
р(Н/Е) — вероятность гипотезы Н на основе свидетельства Е.
,
1
Áîð Í. Избранные научные труды. Т. 1. — М.: Наука, 1970. — С. 334.
2
Áîðí Ì. Физика и теория относительности / Эйнштейн и развитие физико-ма-
тематической мысли. — М., 1962. — С. 81.
72
Следует обратить особое внимание на то, что подтверждение
следствия гипотезы имеет не окончательный, а относительный характер, так как не исключается возможность обнаружения другого
свидетельства или факта. который может опровергнуть гипотезу.
Именно поэтому рассматриваемая схема не является логическим
законом или правилом вывода. В отличие от нее опровержение гипотезы на основе ложного следствия действительно представляет логическое правило вывода, которое в логике известно как modus tollens.
2. Правило логического опровержения гипотез имеет следую-
ùèé âèä:
Åñëè èç Í следует Å èëè [( Í ⊃ Å) &¬Å ] ⊃¬Í
Å — ложно
Í — ложно
С логической точки зрения опровержение гипотезы имеет окончательный характер, поэтому ложная гипотеза отбрасывается.
С помощью дедукции следствий из гипотез и других общих утверждений науки (обобщений, законов и теорий) делаются, как известно, прогнозы и предсказания, которые являются наиболее убедительными свидетельствами правдоподобности их истинности. В
таких науках, как астрономия, физика или химия, такие предсказания отличаются особой точностью. Например, в астрономии предсказания солнечных и лунных затмений рассчитываются на десятки
и сотни лет вперед, а физика с помощью своих теорий предсказала
существование не только молекул и атомов, но и элементарных
частиц материи. Однако в отличие от обобщений универсального
характера, которые применяются в наиболее развитых отраслях естествознания, в социально-экономических и гуманитарных науках
ученые и исследователи опираются преимущественно на статистические обобщения, заключения которых только вероятны.
Исследование и проверка гипотез не служат конечной целью науки. Они представляют собой лишь путь к открытию законов науки,
поскольку именно гипотезы наиболее общего характера, тщательно
подтвержденные, обоснованные и проверенные, становятся законами. Но законы науки также не являются абсолютными истинами,
а только относительными.
.
4.4. Научные законы, регулярность
и случайность
В законах науки отображаются регулярные, повторяющиеся
связи или отношения между явлениями или процессами реального
мира. Начиная с древних греков и вплоть до конца XIX в. подлинными законами науки считались универсальные утверждения, раскрывающие регулярно повторяющиеся, необходимые и существен-
73
ные связи между явлениями. Между тем регулярность может иметь
и не универсальный, а экзистенциальный характер, т.е. относиться
не ко всему классу, а только к определенной ее части. Поэтому с
точки зрения области действия все законы можно разделить на два
основных вида, которые охарактеризованы ниже.
Универсальные и частные законы. Универсальными принято назы-
вать законы, которые отображают всеобщий, необходимый, строго
повторяющийся и устойчивый характер регулярной связи между явлениями и процессами объективного мира. Иначе говоря, термин
«регулярность» используется здесь в смысле неизменной повторяемости, характерной для существенной связи явлений.
В качестве примера рассмотрим хорошо известный закон теплового расширения тел, который на качественном языке может быть
выражен с помощью предложения: «Все тела при нагревании расширяются». Более точно он выражается на количественном языке
посредством функционального отношения между температурой и
увеличением размеров тела. На языке современной логики этот и
другие универсальные законы могут быть представлены в форме
общей импликации: (x) [P(x) ⊃ Q(x)], которая читается так: «Для всякого õ, если х обладает свойством P, то оно обладает также свойством Q», где (х) обозначает универсальный квантор, указывающий,
что данная импликация применима ко всем õ. В нашем примере õ
обозначает любое физическое тело, а импликацию можно представить в виде условного высказывания: «Если тело нагреть, то оно
расширится».
Частные, или экзистенциальные, законы представляют собой
либо законы, выведенные из универсальных, либо законы, отображающие регулярности случайных массовых событий, о которых
речь пойдет ниже. К числу частных можно отнести, например, закон теплового расширения металлов, который является вторичным,
или производным, по отношению к универсальному закону теплового расширения всех физических тел.
Логическая форма представления таких законов отличается от
универсальных тем, что перед импликацией стоит экзистенциальный квантор, или квантор существования, который указывает, что
стоящая за ним импликация относится не ко всему классу, а лишь
к подклассу тел:
∃õ[Ð(õ) ⊃Q(x)],
ãäå ∃õ — квантор существования, означающий что указанным свойством
обладают лишь некоторые õ.
Детерминистические и стохастические законы. По точности пред-
сказаний различают законы детерминистические и стохастические.
Предсказания, основанные на детерминистических законах, имеют
вполне достоверный, точный характер. В отличие от них стохасти-
74
ческие, èëè вероятностно-статистические, законы дают лишь веро-
ятностные предсказания. Такие законы отображают определенную
регулярность, которая возникает в результате взаимодействия случайных массовых или повторяющихся событий. Простейшим примером может служить бросание игральной кости, представляющей
собой правильный кубик, на гранях которого нанесены очки от 1 до
6. При отдельном бросании мы не можем определить, какая при
этом выпадет грань. Но если повторить количество подбрасываний
много раз, то можно убедиться, что каждая грань появится с относительной частотой, равной 1/6. На этом основании вероятность подобного случайного массового или повторяющегося события можно определить как относительную частоту появления такого события при
достаточном числе испытаний:
Ð = m/n,
ãäå Ð — вероятность; m — число появления события; n — число всех испы-
таний.
Более точно вероятность теоретически можно было бы определить как предел относительной частоты события при неограниченном числе испытаний. Но такое число испытаний осуществить невозможно, поэтому практически ограничиваются достаточным числом, определяемым условиями конкретной задачи.
В классической науке именно универсальные и детерминистические законы долгое время рассматривались как подлинно научные, поиск которых составлял основную задачу исследования.
Вспомните знаменитый закон Ньютона, который был даже назван
законом всемирного тяготения. Но такие законы абстрагируются от
сложных факторов, условий и особенностей явлений, а главное —
не учитывают наличия случайностей и их взаимодействий. Между
тем такие случайности играют немалую роль в природе, а особенно
в общественной жизни. Однако даже в марксистской философии
хотя и признается роль случайностей в мире, тем не менее подчеркивается приоритет необходимости перед случайностью, а сама случайность рассматривается как форма проявления и дополнения необходимости. К. Маркс в «Капитале» определяет, например, закон
как «внутреннюю и необходимую связь между явлениями»
1
. В другом месте он подчеркивает, что объективные законы проявляются с
«железной необходимостью».
С современной точки зрения такого рода законы следует отнести
к законам детерминистического типа, предсказания которых имеют
достоверный характер. В отличие от них стохастические законы не
обладают таким свойством, но также выражают определенную регулярность, или повторяемость, в поведении случайных массовых со-
1
Маркс К. Капитал // Маркс К. и Энгельс Ф. Соч. Т. 25. Ч. 1. С. 333.
75
бытий, предсказания которых не достоверны, а лишь вероятны в
той или иной степени. В отечественной литературе эти законы называют вероятностно-статистическими, но чаще просто статистическими, а в зарубежной литературе — индетерминистическими.
На наш взгляд, такое название может дезориентировать читателя, поскольку термин «индетерминизм» нередко ассоциируется с
отсутствием какого-либо порядка в мире, господством в нем случайностей. Однако такое представление не выражает сущности стохастических законов, которые также отображают определенную регулярность и порядок, возникающий в результате взаимодействия
случайных событий или явлений. Иногда такие регулярности для
краткости называют просто законами случая, хотя подобная терминология также может вызвать возражения. Напротив, название
«стохастический закон» (от греч. stochastic — случайный, угадывае-
мый) указывает на то, что такие законы имеют дело со случайными
событиями. Поэтому их заключения или предсказания являются не
достоверными, а только вероятными. Сама же вероятность определяется через относительную частоту случайных событий массового
характера и статистически выражается в процентах.
Таким образом, в отличие от универсальных законов стохастические законы относятся только к случайным массовым или повторяющимся событиям, а предсказания их являются лишь вероятными в большей или меньшей степени.
Ориентированные на изучение случайных массовых событий,
стохастические законы стали применяться сначала в демографии,
страховом деле, анализе происшествий и катастроф, статистике населения, экономике и т.д. Тем не менее длительное время они не
признавались как полноценные законы, равноправные с универсальными детерминистическими законами. Следует, однако, иметь
в виду, что некоторые формы статистических исследований не относятся к законам вообще и являются лишь удобным средством для
компактного представления существующей информации. Типичным примером могут служить периодически проводимые переписи
населения, с помощью которых информация о жителях страны, их
занятиях, профессиях и т.п. может быть представлена в обобщенном и компактном виде. Из нее можно узнать, например, сколько в
стране трудоспособного населения, инженеров, врачей, служащих,
учащихся и т.д. Однако статистические заключения здесь не добавляют ничего принципиально нового к индивидуальной информации, но делают ее более компактной и удобозримой.
В социологии, экономике и политологии часто обращаются к
статистическим заключениям от выборки к генеральной совокупности (популяции), чтобы узнать мнение населения по тем или иным
актуальным вопросам общественной жизни. В этом случае анализ
тщательно выбранной репрезентативной выборки из популяции по-
76
зволяет более простым и дешевым способом получить приблизительно верное представление об общественном мнении по тем или
иным вопросам.
В отличие от рассмотренных примеров в науке стохастические
законы начали применяться в основном во второй половине XIX в.
Например, в физике, они стали использоваться для исследования
свойств макроскопических тел, состоящих из огромного числа микрочастиц (молекул, атомов, электронов и т.п.). При этом ученые
считали, что такие законы можно было бы в принципе свести к детерминистическим, характеризующим взаимодействие микрочастиц,
из которых образованы макротела. Они также полагали, что точность физических измерений, хотя в каждый период времени является ограниченной, но в ходе развития науки может неограниченно
возрастать.
Эти надежды рухнули, когда возникла квантовая механика. Она
доказала, что, во-первых, законы микромира имеют вероятностностатистический характер, во-вторых, точность измерения имеет определенный предел. Такой предел устанавливается принципом неопределенностей, или неточностей, впервые сформулированным в
1927 г. известным немецким физиком В. Гейзенбергом. Согласно
этому принципу, две сопряженные величины квантовых систем,
например положение и импульс частицы, нельзя одновременно определить с одинаковой точностью. Если постараться с высокой точностью определить координаты Δõ квантовой частицы, то возникнет
соответствующая неточность при определении ее импульса Δð, ò.å.
Δõ •Δð = h,
ãäå h — постоянная Планка.
Следовательно, предел точности измерений сопряженных квантовых величин не должен превышать постоянной Планка.
Эмпирические и теоретические законы. Среди законов наиболее
распространенными являются каузальные, или причинные, законы,
которые характеризуют необходимое отношение между двумя непосредственно связанными явлениями. Первое из них, которое вызывает
или порождает другое явление, называют причиной. Второе явление,
представляющее результат действия причины, называют следствием
или, точнее, действием. На первой, эмпирической, стадии исследования обычно изучают простейшие причинные связи между явлениями. Однако в дальнейшем приходится обращаться к анализу
других разнообразных законов, которые раскрывают более глубокие
функциональные отношения между явлениями.
Такой функциональный подход лучше всего реализуется в теоре-
тических законах, которые называют также законами о ненаблюдае-
ìûõ объектах. Они играют решающую роль в любой науке, так как с
их помощью удается объяснить эмпирические законы, а тем самым
77
и многочисленные отдельные факты, которые описываются и обобщаются в этих законах. Поэтому открытие теоретических законов
представляет собой несравненно более трудную задачу, чем установление эмпирических законов.
Путь к теоретическим законам идет через выдвижение и систематическую проверку гипотез. Если в результате многочисленных
попыток становится возможным вывести из гипотезы новые факты
или эмпирические законы, тогда появится некоторая надежда на то,
что они могут помочь открыть теоретический закон. Как известно,
если с помощью научной гипотезы оказывается возможным объяснить
не только известные до этого факты и эмпирические законы, но и
предсказать факты неизвестные, то вера в такую гипотезу значительно возрастает. Например, выдвинутый вначале в форме гипотезы универсальный закон всемирного тяготения смог не только
предсказать ряд неизвестных фактов, но и объяснить и уточнить
ранее известные эмпирические по своему происхождению законы
Галилея и Кеплера.
Эмпирические и теоретические законы хотя и с разной степенью
глубины и точности раскрывают сущность изучаемых процессов,
тем не менее являются взаимосвязанными и необходимыми стадиями их исследования. Без фактов и эмпирических законов было
бы невозможно открывать теоретические законы, а без последних —
объяснить эмпирические законы.
Категории необходимости, случайности, порядка и беспорядка.
Новейшие исследования в рамках синергетики — нового направления в теории самоорганизации систем — заслуживают особого внимания не только с научной, но и философской точки зрения. Как
мы детально рассмотрим в дальнейшем, исходным пунктом возникновения самоорганизации систем служат неустойчивость открытой системы, т.е. системы, обменивающейся со средой энергией,
веществом и информацией. Любая открытая система подвержена
флуктуациям, т.е. случайным ее отклонениям от некоторого устойчивого состояния. В первое время флуктуации не оказывают заметного
влияния на систему и даже подавляются ею, но по мере роста неравновесности системы в результате ее взаимодействия со средой они
усиливаются и постепенно расшатывают старый порядок и структуру. В итоге старая система дезорганизуется, а в результате самоорганизации изменяется ее структура и она становится новой системой. Однако этот переход не является однозначно определенным.
Именно здесь современные взгляды существенно отличаются от
традиционных представлений.
Синергетика доказывает, что в критической точке перехода, называемой точкой бифуркации, возникают по меньшей мере две возможности для дальнейшей эволюции системы. Какой путь при этом
будет «выбран» системой, зависит от случайных обстоятельств и
78
факторов, складывающихся в окрестности точки бифуркации. Поэтому поведение системы в данной точке нельзя предсказать с полной достоверностью. Но когда определенный путь будет выбран,
тогда дальнейшее движение системы подчиняется уже детерминистическим законам.
Таким образом, современная точка зрения на соотношение необходимости и случайности существенно отличается от позиции
сторонников классического детерминизма, которые все еще выступают против допущения случайностей в мире, рассматривая их как
иллюзию нашего сознания. И это несмотря на то, что принцип неопределенности Гейзенберга в квантовой физике ясно свидетельствует о наличии случайностей в микромире, т.е. в самом «фундаменте
здания» материи. С другой стороны, многие противники детерминизма и защитники полной свободы воли пропагандируют безраздельное господство случайности и неопределенности в мире. С такими заявлениями выступают, в частности, сторонники экзистенциализма, заявляющие, что человек всегда и целиком свободен в
своих поступках.
В то же время представления о случайности как простом проявлении и дополнении необходимости оказываются вряд ли приемлемыми с позиций современной науки. Более того, если принять во
внимание, что процесс эволюции систем, возникновения в них нового, спонтанного порядка и самоорганизации связан с усилением
флуктуаций, т.е. случайных отклонений систем, то придется признать, что появление нового в мире происходит именно благодаря
случайности. Подобная идея в наивной форме выдвигалась еще
древнеримским философом Лукрецием Каром, который допускал
возможность случайного отклонения атомов от предписанного им
детерминистического пути движения. Именно такая случайность
приводит, по его мнению, к возникновению нового в мире. Несмотря на наивный характер обоснования, эта идея представляет собой
гениальную догадку, которая получила дальнейшее развитие и более
убедительное обоснование в рамках синергетики.
Если в классической науке мир представлялся в виде господства
необходимости, определенности и порядка, то теперь исследователи
все больше раскрывают в нем конструктивную роль случайности,
неопределенности и беспорядка. Действительно, на протяжении
почти трех столетий в науке доминировал строгий, так называемый
лапласовский детерминизм, суть которого его автор выразил в следующих словах: «Ум, которому были бы известны для какого-либо
данного момента все силы, одушевляющие природу, если бы вдобавок он оказался достаточно обширным, чтобы подчинить все данные анализу, обнял бы в одной формуле движения величайших тел
Вселенной наравне с движением легчайших атомов; не осталось бы
ничего, что было бы для него недостоверно, и будущее, так же как
79
и прошедшее, предстало бы перед его взором»1. Случайность же
П.С. Лаплас рассматривал как явление, причину которого мы пока
не знаем, но как только узнаем, она перестанет существовать.
Подобно этому, если раньше хаос представлялся в виде полного
отрицания порядка, то теперь он рассматривается как весьма сложный и запутанный порядок. В связи с этим небезынтересно отметить, что книга одного из теоретиков синергетики, нобелевского
лауреата И.Р. Пригожина (в соавторстве с И. Стенгерс) имеет примечательный заголовок: «Порядок из хаоса». Таким образом, случайность и необходимость, порядок и беспорядок как в объективном
мире, так и в нашем сознании оказываются диалектически взаимосвязанными друг с другом, поэтому их нельзя противопоставлять и
тем более абсолютизировать.
Завершающим этапом рационального исследования является
построение целостной системы конкретного научного знания —
теории, в рамках которой все рассмотренные выше понятия, гипотезы и законы выступают в концептуальной взаимосвязи и единстве. Поэтому нам кажется целесообразным посвятить рассмотрению
данного феномена отдельную главу.
1
Лаплас П. Опыт философии теории вероятностей. — М., 1908. — С. 7.
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]