Науково-дослідна програма та її структура, за і. Лакатосом

Так само спробу вибудувати некумулятивну модель науки здійснив І. Лакатос у роботі “Історія науки та її раціональні реконструкції“. Звернувшись до історії розвитку науки, він виявив логічну схему науково-дослідної діяльності, що дало змогу відповісти на питання: як виникає нова теорія? як вона досягає визнання? які критерії вибору та порівняння конкуруючих наукових теорій? чи можлива комунікація між авторами альтернативних наукових теорій?

За І. Лакатосом, розвиток науки є конкуренцією науково-дослідних програм (НДП). Таке змагання здійснюється, виходячи з їх евристичної сили при поясненні емпіричних фактів, передбаченні шляхів розвитку науки та прийнятті контрзаходів проти ослаблення цієї сили. Його методологія розглядає зростання зрілої науки як зміну НДП, де реалізується спадкоємність у розвитку теорій. Тут кожна нова програма виникає як доповнення до існуючої теорії шляхом “прогресивного зсуву проблеми”, що означає наукову революцію, приріст і перебудову наукового знання. Таким чином, процес зміни науково-дослідної програми є не що інше як некумулятивна модель розвитку науки, яка фіксує процес перебудови наукових теорій. Щоб розкрити механізм приросту та перебудови наукових теорій, І. Лакатос і звертається до структури науково-дослідних програм.

Кожна програма має стале ядро - фундаментальні неспростовні концепти, які становлять теоретичну основу визнаного стилю мислення. Важливим структурним компонентом НДП є також нормативні рамки - правила евристики. “Позитивні евристики” задають найбільш пріоритетні шляхи дослідження, а “негативні евристики” вказують на безперспективні шляхи дослідження. Ці правила воднораз захищають ядро теорії від аномалій та контрприкладів, які не вписуються в дану теорію, витісняють збурюючі факти в захисний пояс ядра, що є опосередкованою ланкою між теорією та емпіричними даними.

Розвиток НДП, за І. Лакатосом, проходить прогресивну стадію та етап виродження. На прогресивній стадії правила евристики стимулюють висунення в захисному поясі ad hoc гіпотез. Вони, на думку І. Лакатоса, становлять “плоть” науки. Нові ідеї, вважає І Лакатос, майже завжди є ad hoc модифікаціями, що забезпечують прогресивний зсув проблеми. Він виявляється в тому, що теоретичне зростання науки упереднює її емпіричне зростання, тобто теорія здатна передбачувати нові факти. Далі настає етап насичення наукової теорії непоясненими або збурюючими фактами, що означає регрес у розвитку НДП. Виникають суперечності між гіпотезами, непоясненими фактами та теорією і, зрештою, настає етап виродження. Зміна НДП відбувається тоді, коли евристична сила старої теорії вичерпана, а нова НДП спроможна пояснити емпіричний успіх попередньої програми й має евристичну силу, яка здатна передбачити появу нових емпіричних фактів. У новій НДП ядро старої перебудовується відповідно до нових правил евристики. Це дозволяє на основі таких правил висувати нові гіпотези, які здатні усувати збурення теорії і тим самим розвивати науку. Отже, некласична наука є відкритою лінійно-некумулятивною системою, тобто такою, розвиток якої базується на спадкоємності фундаментальних наукових теорій.

Парадигма та її роль

у науковому дослідженні

Якщо І. Лакатос, реконструюючи історію розвитку науки, обґрунтував лінійно-некумулятивну модель, то його сучасник, теж представник критичного раціоналізму – Т. Кун запропонував нелінійну некумулятивну модель розвитку науки (1924). У роботі “Структура наукових революцій” (1962) він відмовляється від ідеї лінійного розвитку науки як системи знання, обґрунтовуючи таку модель науки, де пріоритетними стають зовнішні соціальні чинники її розвитку. Річ у тім, що в другій половині ХХ ст. наука стає творчістю дослідницьких колективів, наукових співтовариств, які складаються на основі спільної парадигми.

Під парадигмою він розуміє сукупність переконань, цінностей і технічних засобів, які забезпечують існування наукової традиції та визнаються науковим співтовариством⁶. Парадигма ( від лат. paradeigma - приклад, взірець). Роль парадигми виконують найбільш фундаментальні ідеї, принципи, теорії, які визначають генеральну спрямованість експериментальної чи теоретичної діяльності і водночас задають загальновизнані зразки постановки проблем та способи їх розв’язання.

Згідно з Т. Куном, парадигми несумісні, тобто неможливо вивести одну з іншої, позаяк вони формально-логічно суперечать одна одній. Несумісність парадигм зумовлена ще й тим, що вони використовують різні поняттєві мови теорії та спостережень, а також різні методи досліджень та оцінки отриманих результатів. Саме тому вибір тої чи тої теорії на роль парадигми, на думку Т. Куна, не є раціонально-логічним процесом, адже ні за допомогою логіки, ні теорії ймовірності неможливо намовити тих, хто не хоче увійти в коло однодумців. Подібно до участі в політичних революціях, у виборі парадигми немає інстанції, вищої над згоду відповідного співтовариства.

Наукові співтовариства є засновниками й будівничими наукового знання, а тому розвиток науки, за Т. Куном, постає як конкурентна боротьба, яку він розглядав як чергування епізодів змагань між ними. Такими епізодами є нормальна наука (період неподільного панування парадигми) та наукова революція (зміна парадигми).

Під нормальною наукою Т. Кун розуміє період досліджень, коли науковці мають до діла з парадигмальною теорією, ігноруючи альтернативні. У цей період уточнюються факти, поповнюється емпірична база науки, зіставляються факти з теорією, розвивається теорія у рямцях заданої парадигми.

Нові факти, які несумісні з теорією, сприяють прогресові науки, тоді як альтернативні гіпотези заважають йому. Отже, нормальна наука є кумулятивним етапом розвитку, суть якого полягає в постійному розширенні знання та його уточненні на основі емпіричних фактів. Доки парадигма дозволяє успішно розв’язувати проблеми, наука розвивається нормально. За Т. Куном, вона є необхідною передумовою революції.

Під науковою революцією Т. Кун розуміє некумулятивний етап розвитку науки, у процесі якого стару парадигму замінюють новою, несумісною з попередньою. Безперечно, нова парадигма народжується із старої і зазвичай вбирає в себе значну частину як концептуальних, так і експериментальних принципів, термінів, прийомів. Але в рамках нової парадигми старі терміни, поняття та експериментальні дані постають у нових відношеннях, що веде до перебудови наукового знання.

За періодом наукової революції знову настає період нормальної науки. На роль парадигми наукове співтовариство обирає таку теорію, яка забезпечує “нормальне” фукціонування науки. У свою чергу, наукова революція суттєво впливає на наукове співтовариство, оскільки зміна парадигми означає для науковців вступ до нового наукового світу, де постають цілком інші проблеми та завдання, нові об'єкти дослідження та нові поняттєві системи. Нова парадигма чіткіше визначає сферу дослідження. Ті науковці, які не можуть пристосувати свою діяльність до нової парадигми або не визнають її, у кращому разі продовжують наукову діяльність у річищі старої парадигми, а в гіршому - приречені на ізоляцію.

Труднощі у визнанні нової парадигми зумовлені тим, що вона суперечить усталеним науковим традиціям. І. Лакатос показав, що ні геніальність яскравих особистостей, ні евристичність та зручність наукового знання не стають вирішальними аргументами для наукового товариства в процесі визнання новації, оскільки більшість учених завжди є частиною конкретної наукової школи, яка дотримується своїх “загальноприйнятих” уявлень. Визнання нової парадигми - проблема часу. З цього приводу відомий фізик М. Планк у науковій автобіографії із сумом писав, що наукова істина прокладає дорогу до тріумфу не завдяки переконанню опонентів і примусу їх бачити світ у новому світлі, а швидше тому, що її опоненти рано чи пізно помирають і виростає нове покоління, яке звикло до неї.

Оскільки, за Т. Куном, парадигми несумісні, то не можна встановити жодної логіки між фундаментальними теоріями, що змінюють одна одну. Тому не існує спадкоємності в еволюції науки, а отже, звідси випливає нелінійна модель розвитку наукової теорії, яка означає, що нова теорія проростає з лона старої, але позбавлена спадкоємності.

П. Шьорер у роботі “Наукові революції і незмінна реальність” (1979) вдосконалив кунівський аналіз наукових революцій, усунув передбачувану несумісність, що нібито існує між класичною та квантовою динамікою. Наукові теорії, на думку П. Шьорера, розраховані не на одну, а на дві досить повні мови – “мову дискурсу” та “мову структур”⁷. Мову дискурсу використовують для опису стану світобудови або якоїсь її частини. Терміни цієї мови взяті з повсякденної і певним чином спеціалізуються, що зумовлює неоднозначність дискурсу. Такими є поняття простору, часу, речовини, руху, швидкості тощо. Структурна ж мова має переважно математичне походження. Прикладом структурних понять є параметр, координата, вектор, диференціал тощо. Одні з них однозначні, інші – неоднозначні.

Отже, теорії вдаються до подвійного позначення явищ, які підлягають теоретичному описові у дискурсивних та структурних поняттях. Подвійність позначення спричинена тим, що дані, одержані через виміри, експеримент або спостереження, насамперед позначають за допомогою понять дискурсивної мови, тобто одержані числові результати співвідносять з певними фізичними величинами. Наприклад, виміри дають довжину три метри, тривалість (час) п'ять секунд, напруга електричного поля сто вольт тощо. У свою чергу, поняття дискурсивної мови мають бути закодовані у певних математичних уявленнях, тобто структурних поняттях, аби функціонувати в тій чи іншій математичній структурі. Наприклад, швидкість кодується як дотичний вектор, час - як координата або параметр. Істотною характеристикою такого кодування є відсутність фіксованої однозначної відповідності між певним дискурсивним і структурним поняттям. Різні дискурсивні поняття можуть кодуватися одним і тим самим структурним поняттям (наприклад, швидкість і силу позначають як вектор) і навпаки – одне й те саме дискурсивне поняття може кодуватися за допомогою різних структурних понять (час у Ньютона - параметр, у Ейнштейна - координата). Тому наука містить у собі проблеми двох типів, тобто проблему адекватного структурного способу кодування дискурсивних понять, і дискурсивної інтерпретації структурних понять. Це означає, що теоретичний опис об’єкта включає онтологічний аспект його буття.

Отже, розвиток наукової теорії, за П. Шьорером, здійснюється за схемою: парадигма - дискурсивна революція - структурна де-революція. Коли евристичний потенціал парадигми вичерпаний, настає стадія наукової революції. Вона безперечно реальна й зачіпає насамперед дискурсивні висловлювання про світ (наприклад, поняття простору та часу в класичній і релятивістській фізиці). Тоді як з погляду структурної мови зміни наукової теорії менш значні. Це означає, що наступність у теорії забезпечується шляхом кодування за допомогою майже ідентичних понять структурної мови. Отже, на думку П. Шьорера, апріорне припущення про несумісність між класичною та релятивістською теоріями не сприяє пошукові нового структурного формулювання (математичного інструментарію), завдяки якому обидві теорії постають складовими моментами більш загальної динамічної системи. Несумісність, що буцімто існує між класичною динамікою І. Ньютона та спеціальною теорією відносності А. Ейнштейна, спростовується побудовою динамічної теорії, яка є структурно ідентичною для них обох. Зрозуміло, що самі ці теорії не є ідентичними. У них різні структурні позначення дискурсивних понять. Філософський аналіз, здійснений П. Шьорером стверджує, що моделлю некласичної науки є відкрита некумулятивна система, яка містить у собі класичні теорії як свій окремий випадок.

Постнекласич-на наука та її критерії,

за

І. Пригожиним

Постнекласична парадигма науки виникає в 60 – 70-х роках ХХ ст. Її поява певною мірою зумовлена розчаруванням у науково-технічному прогресі. З одного боку, класична та некласична наука відкрила людині необмежені техніко-технологічні можливості в освоєнні дійсності, з другого - не дала надійних способів передбачення наслідків власної діяльності. Тому людина, незважаючи на потужну техніку, продовжувала діяти на природу неконтрольовано, що зумовило появу глобальних проблем сучасності. Брак способів передбачення наслідків людської діяльності підштовхнув до пошуку прогностичної методології, яка й стала стрижнем постнекласичної науки.

У становленні постнекласичної науки важлива роль належить кібернетиці та теорії систем. Кібернетика вивчає доцільність та оптимальність управління складними динамічними системами, що розвиваються. У дослідженні таких систем зростає питома вага імітаційного моделювання із застосуванням комп’ютерів. Це зумовило переорієнтацією науки на дослідження складних і надскладних систем.

Постнекласична наука вивчає об’єкти нового типу - самоорганізуючі та саморегулюючі системи як природного, так і соціо-культурного походження (наприклад, зростання популяцій у тваринному світі, обіг капіталу, навчання людини в режимі автодіалогу з комп’ютером). Таким системам притаманна багаторівнева організація, наявність автономних і варіабельних підсистем, масова стохастична (випадкова детермінація) взаємодія елементів, наявність рівня управління та обернених зв`язків, що забезпечують їх цілісність. Особливістю таких систем, на думку І. Пригожина, є ускладнення організації в процесі еволюції, становлення нових структур усередині системи, незворотність їх розвитку. Таким системам властивий яскраво виражений автокаталітичний характер функціонування, пов’язаний із синергетичними ефектами. Здійснюючи незначні впливи на систему, можна викликати ланцюгову реакцію наслідків, ефект якої буде абсолютно не співмірний із силою впливу⁸. Самоорганізуючі системи здатні не лише змінювати свою структуру, а й алгоритм свого функціонування відповідно до умов та мети. Такі системи є відкритими, нелінійними, динамічно нестабільними, основу їх дослідження становить методологія синергетизму.

Основні ідеї теорії саморганізації (синергетики) розвинуто І. Пригожиним та І. Стенгерс. Принцип самоорганізації виражає прагнення системи до впорядкованості та рівноваги через подолання ентропії (невпорядкованості, хаосу). Спрямованість розвитку самоорганізуючих систем є багатоваріантною. Це зумовлено тим, що майбутній стан системи визначається не її минулим, а формується з майбутнього, тобто згідно з поставленою метою.

Методологія постнекласичної науки наголошує на плюралізмі розвитку самоорганізуючих систем, підкреслює можливість докорінної зміни траєкторії розвитку системи з утратою її системної пам’яті. Це означає, що не існує лінійної логіки розвитку таких систем, тобто від минулого до теперішнього і далі до майбутнього. Нелінійний процес розвитку призводить до розгалуження, до роздоріжжя, де система може обрати той чи інший шлях. Отже, характер їх розвитку є спонтанним і непередбачуваним.

До методологічних підвалин постнекласичної науки належить порушення принципу когерентності. Це означає, що у розвитку самоорганізуючих систем виникають ситуації, коли другорядним, локальним за своїм характером впливам відповідають глобальні за масштабами та енергетичною силою наслідки. Тому майбутнє системи невизначене й відкрите для утворення нових структур у системі. Як результат такого розвитку можливий ефект відгалуження. Ці точки відгалуження називають точками біфуркації, у яких відбувається збурення (флуктуації) її лінійного розвитку й перехід до нелінійного. Флуктуації системи можуть бути настільки потужними, що охоплюють систему загалом і змінюють режим її існування, виводять із властивого їй типу порядку. Але чи приведуть вони її до хаосу, чи до впорядкованості іншого рівня - це окреме питання.