Глава 3. Структура и динамика научного знания

В философии науки принято выделять эмпирический и теоретический уровни познания. Иногда выделяют еще и третий – метатеоретический уровень познания.

Под эмпирическим знанием современная наука понимает представление чувственной реальности на языке науки. Это своего рода моделирование действительности, которое имеет достаточно сложную структуру, состоящую из четырех ступеней.

Первая ступень	Простейшие эмпирические высказывания или «протокольные предложения», полученные путем простого наблюдения.
Вторая ступень	Факты или индуктивные обобщения протокольных высказываний. Они представляют собой статистические данные или данные более универсального характера, чем описание единичного случая. Факты утверждают или отрицают некоторые события, свойства и отношения в исследуемой предметной области и их количественную определенность. Фактами считаются графики, таблицы, диаграммы, математические модели и пр.
Третья ступень	Эмпирические обобщения или законы, характеризующие временное или пространственное постоянство. Они имеют характер общих высказываний типа: «Все планеты вращаются вокруг Солнца», «Все металлы нагреваются». Эмпирические научные законы получаются индуктивным путем и поэтому носят гипотетический характер, так как, строго говоря, не могут распространяться за пределы уже описанных фактов.
Четвертая ступень	Феноменологические теории, которые представляют собой хорошо организованное множество соответствующих эмпирических законов и фактов. На них распространяется то же положение, что и на эмпирические законы, то есть такие теории также носят гипотетический характер.

На всех ступенях эмпирического уровня науки используются методы, которые одновременно считаются и видами познания. Самым простым видом, непосредственно опирающимся на данные органов чувств, считается наблюдение.

Наблюдение предполагает минимальное влияние на активность объекта и максимальную опору на естественные органы чувств субъекта. По крайней мере, посредники в процессе наблюдения, например разного рода приборы, должны по возможности лишь количественно усиливать различительную способность органов чувств. Обычно выделяются такие виды наблюдения, как: вооруженное (использующее приборы), и невооруженное (приборы не используются), полевое (наблюдение в естественной среде существования объекта) и лабораторное (в искусственной среде).

Научное наблюдение предполагает формулировку цели и средства, с помощью которых субъект науки переходит от выбранного объекта к отчету о наблюдаемом. В связи с этим наблюдение имеет ряд параметров, по которым оно приобретает статус научного. Для научного наблюдения характерны:

• четкая постановка цели;

• выбор методики наблюдения и разработка плана наблюдения;

• систематичность;

• контроль за корректностью и надежностью результатов наблюдения.

• обработка и истолкование полученных данных

Для проведения наблюдения, обладающего ценностью научного, необходимо соблюдение некоторых принципов.

Наблюдение должно:

1) обеспечить длящееся во времени высококачественное восприятие объекта;

2) проводить восприятие так, чтобы оно не слишком сильно влияло на естественную активность объекта, в противном случае воспринимается не столько объект, сколько его взаимодействие с субъектом наблюдения;

3) можно менять условия наблюдения для получения более полной информации об объекте;

4) наблюдение может быть повторено любым другим наблюдателем, который при сходных условиях должен получить такие же или сходные результаты

Разновидность наблюдения – сравнение. Процедура сравнения предполагает, что в сравниваемых объектах есть отношения, в которых эти объекты выступают как качественно однородные. Таким образом, в операции сравнения важно первоначально определить, по каким параметрам сравниваются предметы.

В целом процедура сравнения выглядит следующим образом:

• Выделение отношения, по которому мы будем сравнивать интересующие нас предметы.

• Выяснение условий, в которых мы будем сравнивать их.

• Утверждение о тождестве или различии сравниваемых параметров, установление количественной зависимости.

Частным случаем сравнения является измерение или количественное сравнение.

Для того чтобы измерение состоялось, необходимы определенные исходные условия:

• Наличие соответствующих единиц ли шкалы измерения.

• Наличие правил (алгоритма) измерения.

Измерение предполагает собой сравнение изучаемого объекта с некоторым эталоном с целью выяснения количественных характеристик объекта. Измерение может быть прямым и косвенным. Прямое предполагает непосредственное сравнение измеряемой величины с эталоном, косвенное измерение происходит путем сравнения измеряемой величины не с эталоном, а с другими величинами того же объекта. Пример: зависимость длины пути от времени нахождения в пути.

Еще один способ получения фактов, он же метод, он же вид эмпирического знания – эксперимент. К эксперименту обычно прибегают в тех случаях, когда необходимо изучить состояние объекта, недоступное непосредственному наблюдению или необходимо обеспечить особую «чистоту» наблюдаемого явления. Эксперимент есть своего рода «допрос природы» на предмет раскрытия ею своих тайн. В ходе эксперимента исследователь искусственно вызывает то состояние объекта, которое ему нужно для получения необходимых данных. В эксперименте также присутствует момент наблюдения, он как бы «встраивается» в эксперимент. Важной особенностью эксперимента является более сильный, по сравнению с наблюдением, теоретический компонент, присутствующий в качестве гипотезы эксперимента. В ходе эксперимента, как правило, исследователь стремится получить ответ на вопросы, ответы на которые уже предполагаются в гипотезе. Для успешного проведения эксперимента исследователь должен предварительно располагать принципами теории и логически выводимыми следствиями из них; идеализированной картиной поведения объекта; возможностью отождествлять идеализованную модель с материальным объектом. Эксперименты могут дать материал для формулирования неизвестных зависимостей между сторонами объекта или внешней средой, а также служат критерием истинности гипотез и теорий.

Чтобы эксперимент выполнял свою функцию, нужны некоторые условия.

Нужно располагать:

• принципами теории и логически выводимыми из них следствиями;

• идеализированной картиной поведения объектов;

• практическим отождествлением идеализированной модели с некоторой материальной конструкцией.

Существует два типа экспериментов:

1. Исследовательский эксперимент, который связан с поиском неизвестной зависимости между несколькими параметрами объекта.

2. Проверочный эксперимент, который применяется, если надо подтвердить или опровергнуть какую–либо теорию.

В ХХ веке, в связи с развитием компьютерных технологий распространенным стал такой частный случай эксперимента, как моделирование (строго говоря, это пример хорошо забытого старого: известно, что первые эксперименты Галилей проводил как раз как построение мысленных идеальных моделей). Компьютерное моделирование считается одним из самых современных методов эмпирического исследования. В основе моделирования лежит процесс построения модели и последующее исследование интересующего явления или процесса на этой модели с целью объяснения или предсказания будущих явлений и состояний. Моделью называют некоторый материальный или мысленно представляемый объект или явление, в котором сохраняются не все его свойства, а только те, которые интересуют исследователя.

Модели подразделяются на:

• натурные или физические (в некоторых случаях они называются макетами);

• научные, в качестве которых могут выступать графики, схемы, карты, материальные заменители исследуемого объекта или отдельных его свойств;

• математические – описание объекта в какой-либо системе математического языка ( разновидностью такой модели может быть логико-символическая система, удовлетворяющая совокупности исходных аксиом и выведенная в соответствии с правилами вывода);

• лингвистические – эталоны или образцы языковых систем, представленные схематически.

В процессе моделирования исследователь обычно проходит несколько стадий исследования:

1.Сбор сведений об объекте, выделение тех его свойств, которые представляются существенными для исследователя. На этом этапе самым сложным является «отсечение несущественного» по трем причинам: во-первых, неизвестно, что существенно, а что не очень, во-вторых, так называемые «несущественные» элементы могут оказаться более важными, в-третьих, существенные и несущественные стороны объектов могут меняться местами, особенно в динамических моделях.

2.Проведение модельных экспериментов, в ходе которых меняются условия работы модели и систематизируются данные о ее поведении. Конечным результатом может стать эмпирическое обобщение.

3.Подготовка заключения о поведении реального объекта, который моделировался. Надо быть очень внимательным, поскольку поведение оригинала может отличаться от поведения модели в схожих ситуациях. Поэтому достоверность полученных результатов падает и можно говорить лишь о вероятностном знании. Для корректировки результатов используется практическая проверка знаний, полученных с использованием моделей.

4.Построение обобщающей теории объекта, его поведения в разных ситуациях, выяснение возможности воздействия на объект, управления им или его преобразования.

Построением теории дело может и не ограничиться, циклы моделирования могут повторяться практически бесконечно, как бесконечным в глубину может быть процесс познания. Предполагается, что последующие модели будут более точно отображать объект-оригинал.

Перечисление методов и видов эмпирического знания может быть продолжено. Иногда к эмпирическим методам относят более широкий набор исследовательских практик.

Теоретический уровень отличается тем, что на этом уровне объектом исследования становятся понятия, а результатом – научные теории. В самом общем виде научная теория определяется как совокупность логически организованных высказываний

Примером идеальных объектов может быть точка, линия, плоскость, материальное тело, цивилизация, класс общества, нация, народ и т.д.

Есть два способа создания идеальных объектов. Во-первых, идеальные объекты конструируются из эмпирических объектов путем добавления к последним таких свойств, которые делают идеальные объекты принципиально ненаблюдаемыми. Идеальные объекты реально присутствуют только в сознании субъекта. Во - вторых, идеальные объекты вводятся по определению. Например, неевклидовы пространства были введены в математику без эмпирического подтверждения существования подобных объектов. Освобождение математики от необходимости эмпирического подтверждения позволило математике сделать гигантский рывок в XIX веке.

Возможность введения идеальных объектов по определению не означает, что можно придумывать любые объекты, не заботясь о том, насколько они реальны. Теоретический уровень имеет строгие требования обоснования объективности изучаемых объектов. Эйнштейн назвал их внешним и внутренним оправданием научной теории. Внешнее оправдание состоит в требовании их практической значимости, включая значимость объектов для дальнейшего развития науки в целом. На это обстоятельство особое внимание обращает такое направление в философии науки как прагматизм. Внутреннее оправдание состоит в том, что идеальные объекты становятся средством гармонизации и эффективного решения теоретических проблем, а также постановки новых проблем в самой науке.

Идеальные объекты вводятся в науку с целью установления логических связей реальности. Между идеальными объектами можно установить логические связи и таким образом представить реальность как логически закономерную систему. Так решал этот вопрос Э.Мах. Наука только и возможна, когда мы имеем дело с системой логически организованных объектов. В самой же объективной реальности логические связи или не обнаруживаются вовсе, или их логичность ставится под серьезное сомнение. Уже простейшая операция – выделение из реальных объектов тех сторон, которые необходимы в научном исследовании, представляет собой логическую операцию. Точка зрения Маха называется инструменталистской, поскольку в ней идеальные объекты есть своего рода инструменты для удобного и компактного описания необходимых науке сторон реальности. Ей оппонирует эссенциалистская точка зрения на идеальные объекты, которая считает, что идеальные объекты не только инструменты; они имеют онтологическое сходство с вещами, они есть сущность вещей. Но эссенциалисты согласны с Махом в главном: идеальные объекты описывают реальность наиболее удобно, экономно и компактно.

На теоретическом уровне познания большее значение приобретают не чувственная, а рассудочная и разумная деятельность сознания. Объединяет их способность оперировать понятиями, разъединяют- особенности этого оперирования. Одним из первых разделил рассудок и разум Кант, который отмечал, что рассудок действует в рамках заданного заранее шаблона или схемы. Рассудок выражается в способности рассуждать ясно, последовательно и логически, классифицировать и систематизировать факты. Разум оперирует понятиями творчески, создает новые понятия, рассматривает понятия в их собственном изменении и развитии. Кроме того, для разума характерна рефлексия, то есть исследование самого себя. В целом рассудок действует аналитически: расчленяет и исчисляет. Разум – совершает синтез расчлененного и создает новые понятия. Итак, первый «этаж» теоретического знания – создание понятий и оперирование ими.

Второй «этаж» теоретического знания представляют собой законы, получаемые в результате теоретических операций с идеальными объектами. Логически организованные системы законов образуют теории – наиболее важный элемент теоретического знания, обладающий доказательной силой. От теорий следует отличать концепции, которые не обладают большой доказательной силой, но отличаются большей широтой интерпретаций законов. В современной философии науки границы между теорией, концепцией и гипотезой достаточно неопределенны в том смысле, что любая, самая доказанная теория может быть пересмотрена, если меняются условия ее существования.

Теоретический и эмпирический уровни научного исследования отличаются друг от друга, но в то же время находятся во взаимной связи – это принципиальное положение методологии науки. Связь не очень проста. Вопреки распространенному мнению, теоретическое знание не выводится из эмпирического непосредственно. Следовательно, для установления взаимоотношений между ними нужны специальные усилия, связанные с творческой деятельностью разума, где важнейшую роль играют интеллектуальная интуиция, гипотетические построения, часто вненаучные и внелогические средства (требования простоты, красоты, ценности и т.п.). В структуру теоретического знания входят также теоретические модели и гипотезы. Теоретическая модель есть системно организованная совокупность понятий, либо принятых в данной науке, либо вводимых в нее на правах аксиом. В естественных науках примерами теоретических моделей могут служить гелиоцентрическая система мира, модель атома Резерфорда-Бора, модель расширяющейся Вселенной и т.д. Чаще всего теоретическая модель предшествует сбору эмпирических данных, тогда как теория, да еще развитая, завершает цикл создания научного знания. Функционально теоретические модели можно определить также как гипотезы особого рода.

Обычно под гипотезой понимается утверждение, сделанное на основе наблюдений или фактов, которое впоследствии доказывают или опровергают, или, превращая ее в теорию, или переводя в разряд ложных утверждений. Теоретические модели в функции гипотетических отличаются способом формирования. Такие модели формируются: 1) за счет операций с понятиями (уточнение, интерпретация, придание новых смыслов); 2) за счет выдвижения математических гипотез. Теоретические модели взаимодействуют с научной картиной мира и эмпирическим материалом и отображаются в них в виде семантической и эмпирической интерпретации. Проще говоря, содержание теоретических моделей сравнивается с имеющимися знаниями и эмпирическими данными на предмет возможного превращения в теорию и введения в массив научного знания.

Превращение теоретической модели (теоретической гипотезы) в теорию составляет основу гипотетико-дедуктивного метода науки, относительно достоинств которого единой точки зрения нет.

Теория, построенная с помощью гипотетико-дедуктивного метода, считается высшей формой организации научного знания. Базисным основанием такой теории служит набор исходных понятий или величин и фундаментальных принципов. Все остальные положения теории выводятся из  ее основоположений. Таким образом, происходит расширение базисного основания, причем достоверность вновь получаемых сведений достаточно высока. Но здесь же достоинство гипотетико-дедуктивного метода становится его недостатком. Дедуктивные теории бедны на возможности получения принципиально нового знания. Получаемые с помощью этого метода утверждения неявно содержатся в начальных теоретических предпосылках. Выводы, которые мы получаем, правильны, но с точки зрения получения нового – стерильны. Поэтому при абсолютном господстве дедуктивно-гипотетического метода принципиально новые открытия редки, поэтому, как правило, он дополняется другими методами.

Еще один метод теоретического познания – восхождение от абстрактного к конкретному, который состоит в движении научной мысли от исходной абстракции к результату – целостному воспроизведению в теории исследуемого предмета.

Кроме этого, к методам теоретического познания относят еще несколько. Формализация – отображение содержательного знания в знаково-символическом виде. Аксиоматический метод – способ построения научной теории, при котором в ее основу кладутся некоторые исходные положения - аксиомы, из которых все остальные утверждения этой теории выводятся из них чисто логическим путем, посредством доказательства. Аксиоматический метод имеет много общего с гипотетико-дедуктивным, отличаясь от него разве что меньшим количеством исходных аксиом и более строгими правилами вывода. При использовании аксиоматического метода ученый должен хорошо отдавать себе отчет, какими аксиомами он пользуется, насколько данные аксиомы применимы в его области исследования. На теоретическом уровне используется также метод абстрагирования – мысленное отвлечение от ряда свойств и отношений изучаемого явления, с одновременным выделением интересующих исследователя свойств. В результате этого приема получаются различного рода "абстракции", которыми являются как отдельно взятые понятия и категории ("белизна", "развитие", "противоречие", "мышление" и др.), так и целые системы категорий. Выяснение того, какие из рассматриваемых свойств являются существенными, а какие второстепенными – главный вопрос абстрагирования. Этот вопрос в каждом конкретном случае решается в зависимости от природы изучаемого предмета, а также от конкретных задач исследования

Довольно близка абстрагированию идеализация – мыслительная процедура, связанная с образованием абстрактных (идеализированных) объектов, принципиально не осуществимых в действительности ("точка", "идеальный газ", "абсолютно черное тело" и т.п.). Данные объекты не есть "чистые фикции", а весьма сложное и очень опосредованное выражение реальных процессов. Они представляют собой некоторые предельные случаи последних, служат средством их анализа и построения теоретических представлений о них. Идеализированный объект выступает как отражение реальных предметов и процессов. Образовав с помощью идеализации теоретические конструкты, можно в дальнейшем оперировать с ними в рассуждениях как с реально существующей вещью и строить абстрактные схемы реальных процессов, служащие для более глубокого их понимания.

К теоретическим методам относятся также системный и структурно-функциональный методы, рассматривающие объекты в виде системы – динамичной развивающейся целостности, выделения совокупности устойчивых отношений внутри системы и функций этих отношений. В неклассической и постнеклассической науке особое внимание уделяется герменевтическому и феноменологическому методам. Вообще не существует единой классификации методов теоретического уровня познания, как нет и четких требований к процедурам, эти методы осуществляющим. Возможно, по той причине, что их использование связано с творчеством.

Кроме теоретического и эмпирического уровней научного знания выделяется третий, более общий по сравнению с первыми двумя уровнями - метатеоретический или парадигмальный уровень Парадигмальный уровень включает в себя общенаучное знание и философские основания науки.

Общенаучное знание состоит из частнонаучной и общенаучной картины мира; частнонаучных и общенаучных принципов: гносеологических, методологических, логических и аксиологических. В современной науке нет общего для всех наук метатеоретического фундамента, что находит отражение в существовании многих частнонаучных картины мира и частнонаучных принципов.

Общенаучная картина мира представляет собой одну из частнонаучных, господствующую в науке в данное время. Та наука, которая задает параметры общенаучной картины мира, считается наиболее «продвинутой». Так долгое время пальму первенства удерживала ньютоновская механика. В неклассической науке на статус создания общенаучной картины продолжала претендовать также физическая картина мира, но уже включающая в себя теорию относительности и квантовую механику. Но в целом сегодня принято считать, что современная картина мира – мозаичная, включающая в себя принципы всех фундаментальных наук современности: физических, биологических.

Философские основания науки состоят из совокупности некоторых философских идей и понятий, служащих для обоснования принципов научного познания. К числу таких понятий можно отнести понятия парадигмы, «жесткого ядра», «исследовательской традиции» и др. Философские основания науки вводят научные понятия в широкий интеллектуальный и культурный контекст эпохи, формулируют «латентный социальный заказ», устанавливают отношения между субъектом и объектом научной деятельности.