Лекция 4 Тема: структура науки

1. Структура науки.

2. Методы естественнонаучного познания.

3. Особенности современного естествознания.

Вопрос 1. Структура науки.

Современная наука дисциплинарно организована (приблизительно 15 тысяч научных дисциплин). Она состоит из различных областей знания, взаимодействующих между собой и вместе с тем имеющих относительную самостоятельность. Если рассматривать науку как целое, то она принадлежит к типу сложных развивающихся систем, которые в своем развитии порождают все новые относительно автономные подситемы и новые интегративные связи, управляющие их взаимодействием. Каждая отрасль науки (подсистема развивающегося знания) — физика, химия, биология и т.д., — состоит из многообразия различных форм знания: эмпирических фактов, законов, гипотез, теорий различного типа и степени общности.

По предметному своеобразию все научные дисциплины делятся на три большие группы: естественные, общественные и технические.

Естественные науки (физики, астрономии химии, биологии, геологии и др.) изучают все доступные человеку природные процессы, протекающие независимо от воли и сознания людей.

Общественные науки имеют дело с той частью бытия, которая включает все проявления социальной жизни: деятельность людей, их мысли, чувства, ценности, возникающие социальные организации и институты и т.д. В совокупности общественных наук принято выделять социально-научные и гуманитарные дисциплины. Разделение это не строгое и не однозначное, тем не менее, имеет под собой серьезное основание.

Социально-научные системы знания (экономика, социология, политология, демография, этнография, антропология и др.) ориентируются на стандарты естественных наук. Они пытаются изучать социальную реальность как некий внешне положенный объект, по возможности абстрагируясь от того факта, что сам исследователь составляет часть изучаемой реальности. Эти науки имеют дело с количественными методами исследования. Основной задачей социально-научного знания является объяснение общественной жизни, чтобы научиться ею управлять.

Гуманитарные отрасли знания (философия, история, филология, культурология, правоведение, педагогика и др.) четко осознают ограниченность формализованно-математических методов исследования в изучении духовно-ценностных параметров социальной реальности и пытаются раскрыть их как бы «изнутри», не протовополагая себе объект исследования, а «включаясь» в него. Эмпирической базой гуманитарных наук являются, как правило, тексты – исторические, религиозные, философские, юридические, пластические и др. Основная задача гуманитарного знания – дать возможность человеку понять, принять жизнь, полюбить и насладиться ею в итоге.

В дисциплинарной структуре научного знания особое место занимают технические науки. К ним относятся электротехника, электроника, радиотехника, энергетика, металлургия, технология, материаловедение, химические технологии и др. Предмет их исследований — техника, технология, материалы, т.е. вещная и процессуальная стороны человеческой деятельности. Главной особенностью технических наук считается то, что конечной их целью выступает не познание истины о природных процессах, а эффективное использование этих процессов в производственной и иной деятельности человека. Поэтому большая часть технического знания может быть отнесена к разряду прикладного знания, которое принято отличать от знания фундаментального.

Фундаментальные и прикладные науки различаются, прежде всего, по характеру, функциям и направленности исследований. Фундаментальные исследования — это такие исследования, которые открывают новые явления и закономерности. Это исследования того, что лежит в природе вещей, явлений, событий. Прикладные же науки ставят перед собой задачу решения определенной технической проблемы, обычно в непосредственной связи с материальными интересами общества. При проведении фундаментального исследования можно ставить и чисто научную задачу, и чисто практическую проблему. При этом не важно, каковы субъективные намерения и установки исследователя.

Фундаментальные исследования можно условно разделить на две группы. Первая — направлена на увеличение объема знаний, призвана удовлетворять потребность человечества в целом и прежде всего конкретного человека — исследователя — во все более глубоком познании объективного мира. Вторая группа исследований имеет своей целью получение фундаментальных знаний, необходимых для ответа на вопрос о том, как достичь того или иного конкретного практического результата. Не следует думать, что если ставится чисто научная задача, то такое исследование не может дать практического выхода. Не следует также думать, что если ставится фундаментальное исследование, направленное на решение практически важной задачи, то такое исследование не может иметь общенаучной значимости. Это не так. История развития науки свидетельствует о взаимодействии, переплетении, взаимопревращении этих групп фундаментальных исследований. Однако так было не всегда. В течение веков фундаментальные исследования «шли отдельно» от прикладных исследований, никаких практических задач не решали и довольствовались лишь удовлетворением абстрактной любознательности. Например, в эпоху Нового времени наука шла позади, объясняя, а не предсказывая, не предвидя нового и не толкая к изобретению, созданию нового.

Фундаментальные и прикладные исследования играют различные роли в обществе и по отношению к самой науке. Разработка фундаментальной науки направлена, прежде всего, на внутренние потребности и интересы науки, на поддержание функционирования науки как единого целого, и достигается это путем разработки обобщенных идей и методов познания, характеризующих глубинные основания бытия. Соответственно этому говорят о чистой науке, т.е. о познании ради познания. Прикладные науки направлены вовне, на ассимиляцию с иными, практическими видами деятельности человека и особо на ассимиляцию с производством. Отсюда и говорят о практической науке, направленной на изменение мира.

Наука во второй половине ХХ в. характеризуется ростом прикладного научного знания, экономическая эффективность и выгодность которого очевидны. Однако прикладные науки не могут существовать и развиваться самостоятельно, без опоры на новации знания фундаментального.

Структура современного естествознания перекликается со структурой науки. Ее можно передать в схеме, которая учитывает динамику научно-познавательного процесса.

Структура научно-познавательного процесса:

Эмпирический факт — научный факт — наблюдение — реальный эксперимент — модельный эксперимент — мысленный эксперимент — фиксация результатов эмпирического исследования — эмпирическое обобщение — использование уже имеющегося теоретического знания — образ — формулирование гипотезы — проверка ее на опыте — формулирование новых понятий — введение терминов и знаков — определение их значения — выведение закона — создание теории — проверка ее на опыте — принятие в случае необходимости дополнительных гипотез. В эту схему можно подставить реальные значения: типичный пример — история, приключившаяся с Ньютоном и яблоком.

В структуре научного знания выделяют два уровня знания — эмпирический и теоретический. Им соответствуют два взаимосвязанных, но в то же время, специфических вида познавательной деятельности: эмпирическое и теоретическое исследование.

Критерии различения двух уровней научного познания появляются из одной специфической особенности его организации, суть которой заключается в существовании различных типов обобщения доступного изучению материала. На уровне чувственно-практического опыта (эмпирическом) возможно фиксирование только внешних общих признаков вещей и явлений. Существенные же внутренние их признаки здесь можно только угадать, схватить случайно. Объяснить же их и обосновать позволяет лишь теоретический уровень познания.

Отсюда вытекают и другие отличия. За эмпирическим знанием исторически и логически закрепилась функция сбора, накопления и первичной рациональной обработки данных опыта. Его главная задача – фиксация фактов. Объяснение же, интерпретация их — дело теории.

Отличия эмпирического и теоретического уровней по средствам познания. Эмпирическое исследование базируется на непосредственном практическом взаимодействии исследователя с изучаемым объектом. Оно предполагает осуществление наблюдений и экспериментальную деятельность. Поэтому средства эмпирического исследования необходимо включают в себя приборы, приборные установки и другие средства реального наблюдения и эксперимента. В теоретическом же исследовании отсутствует непосредственное практическое взаимодействие с объектами. На этом уровне объект может изучаться только опосредовано, в мысленном эксперименте, но не в реальном.

Различаются рассматриваемые уровни познания и по объектам исследования. Проводя исследование на эмпирическом уровне, ученый имеет дело непосредственно с природными и социальными объектами. Теория же оперирует исключительно с идеализированными объектами (материальная точка, идеальный газ, абсолютно твердое тело, идеальный товар и т.д.). Все это обусловливает и существенную разницу в применяемых методах исследования. Для эмпирического уровня обычны такие методы, как наблюдение, описание, измерение, эксперимент и др. Теория предпочитает пользоваться аксиоматическим методом, системным, структурно-функциональным анализом, математическим моделированием и т.д. Существуют, конечно, и методы, применяемые на всех уровнях научного познания: абстрагирование, обобщение, аналогия, анализ и синтез.

Выделение и самостоятельное рассмотрение эмпирического и теоретического уровней знания представляет собой абстракцию. В реальной действительности эти два слоя знания всегда взаимодействуют. Выделение понятий «эмпирическое» и «теоретическое» в качестве средств методологического анализа позволяет выяснить, как устроено и как развивается научное знание.

Эмпирический и теоретический уровни имеют сложную организацию. В них можно выделить особые подуровни, каждый из которых характеризуется специфическими познавательными процедурами и особыми типами получаемого знания.

На эмпирическом уровне можно выделить по меньшей мере два подуровня: во-первых, наблюдения, во-вторых, эмпирические факты. Данные наблюдения содержат первичную информацию, которую мы получаем непосредственно в процессе наблюдения за объектом. Эта информация дана в форме непосредственных чувственных данных субъекта наблюдения, которые затем фиксируются в форме протоколов наблюдения. Протоколы наблюдения выражают информацию, получаемую наблюдателем, в языковой форме, а также сообщают кто вел наблюдения, условия наблюдений, характеристики приборов наблюдения и т.д. Переход от наблюдения к эмпирическому факту предполагает следующие познавательные операции. Во-первых, рациональную обработку данных наблюдения и поиск в них устойчивого, инвариантного содержания. Во-вторых, для установления эмпирического факта необходимо истолкование выявляемого в наблюдениях инвариантного содержания. Для этого используют ранее полученные теоретические знания, а также знания, проверенные независимо от теории интерпретации нового факта. Эмпирические факты дают стимул для образования новых теоретических знаний, которые, в свою очередь, если они достоверны, могут снова участвовать в формировании новейших фактов.

В организации теоретического уровня знаний также можно выделить два подуровня. Первый — частные теоретические модели и законы. Второй подуровень — развитая теория. Частные теоретические модели и законы. Они выступают как теории, относящиеся к достаточно ограниченной области явлений (например, закон колебания маятника в физике). В этом слое теоретического знания, в свою очередь, обнаруживаются такие взаимосвязанные образования, как теоретическая модель, которая объясняет явления, и закон, который формулируется относительно модели. Развитая теория. В ней все частные теоретические модели и законы обобщаются таким образом, что они выступают как следствия фундаментальных принципов и законов теории. Иначе говоря, строится некоторая обобщающая теоретическая модель, которая охватывает все частные случаи, и применительно к ней формулируется некоторый набор законов, которые выступают как обобщающие по отношению ко всем частным теоретическим законам (например, ньютоновская механика).

Структуру науки в целом можно представить как научный метод познания. Современная наука держится на определенной методологии — совокупности используемых методов и учении о методе.

Наука занимается не только познанием, но и объяснением фактов и явлений реальности. Как правило под объяснением подразумевается процедура разъяснения нечто непонятного через понятное или общеизвестное. Наиболее известную схему объяснения — объяснение через «охватывающие законы»— разработали Карл Поппер (1902 – 1994) и Карл Гемпель (1905 – 1997).

Согласно Попперу и Гемпелю, во всех науках при объяснении используется общая методология. Для того чтобы объяснить факты и события, нужно использовать научные законы и логическую дедукцию. Основой, базисом объяснения выступают один или несколько общих законов, а также описание конкретных условий, в которых протекает объясняемое явление. Из этого базиса нужно с помощью дедукции (логического или математического вывода) получить суждение, которое объясняет данное явление. То есть, чтобы объяснить какое-либо явление, его нужно подвести под один или несколько общих законов, применив их в определенных конкретных условиях (например, емкость с водой на морозе). Такая модель годится и для предсказания фактов. Схема объяснения через «охватывающие законы» применяется в основном в естествознании. Ученые используют и другие методы объяснения, а в некоторых гуманитарных науках (например, в истории) применение метода объяснения через «охватывающие законы» неэффективно и неуместно, поскольку во многих гуманитарных науках не существуем общих законов.