Динамика науки как процесс порождения нового знания.

Из рассмотрения структуры науки явствует, что ее здание более или менее устойчиво, основные несущие конструкции закреплены. Некоторую неопределенность взаимного расположения и связей структурных компонентов науки следует отнести за счет динамики научных процессов внутри науки.

В классической науке развивалось параллельно два представления о ходе научного исследования. Первое – научная индукция, основоположником которой был Фрэнсис Бэкон. Суть ее состоит в том, что ученый в своем исследовании должен не просто опираться на факты (с этим спорить никто не будет), а должен исходить из фактов и каждый шаг своего исследования сверять с имеющимися фактами. То есть деятельность ученого начинается со сбора фактов в интересующей его области, затем факты классифицируются, обрабатываются, обобщаются. Факты, не вошедшие в классификации, уточняются или вообще отбрасываются. На основе фактов формулируются теоретические обобщения и гипотезы, затем гипотезы вновь проверяются на соответствие имеющимся и полученным в ходе дальнейших исследований фактам. Если экспериментальные и прочие проверки показывают, что теоретические выводы соответствуют фактам, гипотеза получает статус теории и входит в массив научного знания в качестве таковой. Она может быть пересмотрена тогда, когда появятся новые факты, которые старая теория не в силах объяснить. Потом индукция запускается снова. Бэкон описал появление и развитие нового знания так, как это в общих чертах происходит в естественных науках, и такое представление продолжает сохраняться там, где науки имеют и сохраняют мощную экспериментальную базу или в области наук прикладных.

Параллельно с Бэконом Декарт развивает свое представление о развитии научного знания, опираясь на математику - дедукцию. Декарт не отрицает важности сбора эмпирических фактов, но обращает внимание на то, что отличает научный факт от факта реальности. Научный факт с самого начала нагружен теорией, то есть подбираются факты в соответствии с некоторыми исходными представлениями, которые имеют не эмпирическую природу, ибо ни в каком опыте они не даны. Эти представления или идеи Декарт называет интуициями. Исходя из имеющихся в разуме интуиций, разум анализирует действительность, отбирая необходимые факты, строит из этих фактов гипотезы, опять-таки сообразуя их интуициями. Гипотезы проверяются на соответствие фактам, но это особое соответствие: факты должны образовывать логически непротиворечивую систему. После всесторонней проверки на логичность, выводимость знания из исходных интуиций гипотеза получает статус теории и входит в массив научного знания уже как достоверное знание. Знание, выведенное из надежного источника, а таковым являются исходные интуиции, будет абсолютно надежным.

Споры относительно предпочтительности научной индукции и не менее научной дедукции прекратились сравнительно рано: в обоих подходах содержались моменты, с которыми были согласны все ученые – практики. Те пути, по которым идет развитие научного знания сегодня, синтезирует и индуктивный, и дедуктивный подходы, наполняя их новым содержанием, добавляя и конструируя многочисленные варианты, связанные с особенностями каждой научной дисциплины.

Последующее развитие методологии науки обратило внимание на такой элемент развития научного знания как проблема. Под научной проблемой понимается сложный теоретический или практический вопрос, требующий изучения и разрешения одной или несколькими науками. Проблема считается первым и наиболее важным этапом развития научной теории, а в самой проблеме наиболее важна правильная ее постановка и адекватная формулировка. При несоблюдении этих правил научная проблема превращается в псевдопроблему и средствами науки разрешена быть не может. Проблема представляет собой «знание о незнании» и формулируется обычно в терминах той науки или тех наук, которые могут быть причастны к ее решению. К решению проблем, особенно находящихся на стыке нескольких наук привлекаются, кроме методов эмпирического и теоретического уровней, общенаучные методы.

Одним из самых древних методов, вошедших в арсенал современных общенаучных методов, считается аналогия, заимствованная наукой из мифологии, где аналогия является едва ли не самым важным методом. Аналогия в мифе имеет произвольный характер, к научной аналогии предъявляются более строгие требования.

В науке под аналогией понимается равенство в сущностных отношениях одной вещи с другою. То есть по аналогии можно рассуждать относительно сущности вещей. Тогда мы можем говорить, что получаем новое знание посредством аналогии, такое знание называется аналогическим. Недостатком аналогии считается то, что полученное с ее помощью знание обладает невысокой степенью достоверности при неверном определении сущности, но этот недостаток с избытком компенсируется креативностью метода, ибо аналогии можно применять где угодно и между чем угодно. Поэтому аналогии часто используются при выдвижении гипотез. В основе аналогии лежит философское основание – глубоко укорененное онтологическое убеждение в существовании единых закономерностей в природе, обществе и человеке. Аналогии широко используются в лингвистике (сходство в образовании слов), практической медицине (постановка диагноза), математике (согласование количественных отношений), юриспруденции (где они именуются «прецедентами») и т.д.

Построение аналогий — достаточно известный метод, суть которого состоит в том, чтобы произвольным образом сопоставить рассматриваемую задачу или проблему с простым, уже известным процессом из какой-либо другой сферы, обнаружить параллели и найти в них подсказки к решению задачи. Вопрос в том, как сделать это максимально просто, последовательно и эффективно, чтобы поиск подходящей аналогии не занял больше времени, чем работа над самой задачей.

К общелогическим методам относятся анализ и синтез. Анализ - реальное или мысленное разделение объекта на составные части и синтез - их объединение в единое органическое целое, а не в механический агрегат. Применяя эти приемы исследования, следует иметь в виду, что, во-первых, анализ не должен упускать качество предметов. В каждой области знания есть свой предел членения объекта, за которым мы переходим в иной мир свойств и закономерностей (атом, молекула и т.п.). Во-вторых, разновидностью анализа является также разделение классов (множеств) предметов на подклассы - их классификация и периодизация. В-третьих, анализ и синтез диалектически взаимосвязаны, но некоторые виды научной деятельности являются по преимуществу аналитическими (аналитическая химия, аналитическая геометрия) или синтетическими (синергетика).

Существует невероятное множество видов и типов анализа, для чего есть свои причины. Во-первых, каждая область имеет свои разновидности анализа, во-вторых, часто понятие анализа является синонимом слова «исследование». Перед использованием анализа как общелогического метода полезно бывает определить, какой именно вид анализа будет наиболее эффективным.

Перечисленными общелогические приемы и методы не исчерпываются, тем более что одни и те же приемы зачастую рассматриваются и как общелогические и как теоретические. Особенностью общелогического употребления методов является их использование на всех уровнях научного познания. Функционально они призваны, чтобы обеспечивать выделение отдельных сторон объекта исследования, сопровождать построение научной теории на всех ее этапах, обеспечивать связь научной теории с ее следствиями, служить вспомогательными средствами при выдвижении новых гипотез.

Результатом всех методических усилий является создание теории – главного элемента научного знания. Научная теория начинается с постановки проблемы. Проблема формулируется в терминах той научной области, которая будет ее решать. Истоки научной проблемы чаще всего возникают в самой науке, в предшествующих теориях, могут провоцироваться методами, но могут формулироваться за пределами данной научной отрасли и даже за пределами науки как философская проблема или социальный заказ. Исследователи говорят, что постановка проблемы – одна из самых трудных, если не самая трудная задача научного исследования. Наиболее сложно совместить формулируемую проблему с теми ресурсами, средствами и способами ее решения, которыми располагает исследователь. Если проблема и средства ее решения не согласованы, научная проблема превращается в пустую фантазию.

Если проблема чересчур сложна, она разделяется на подпроблемы, которые решаются в определенной последовательности в зависимости от специфики объекта и задач исследования. Причем таким образом, чтобы между решением подпроблем сохранялись логические связи, ведущие в конечном итоге к главной цели – решению проблемы.

Следующим этапом является выдвижение гипотезы или нескольких гипотез, что бывает значительно чаще. Гипотеза есть обоснованное предположение, и это отличает гипотезу от догадок, фантазий и т.п. Гипотеза должна быть согласована с постулатами науки, опираться на факты, находиться в рамках научной традиции. Тогда она признается научной гипотезой, При нарушении хотя бы одного из этих правил, гипотеза может быть отвергнута на основании ненаучности, и уж обязательно будет находиться под подозрением. Для повышения достоверности гипотезы она подвергается всесторонней проверке, поэтому гипотеза должна предусматривать принципиальную проверяемость и максимальную простоту, под которой понимается способность гипотезы дать решение проблемы.

Гипотеза проходит три этапа:

1. Выдвижение.

2. Проверка, в которую входит как дедуктивное выведение следствий, так и сопоставление с имеющимися фактами, то есть проверка происходит и на эмпирическом, и на теоретическом уровне.

3. Доказательство. Если гипотеза прошла все три этапа благополучно, она превращается в теорию.

Особое внимание надо уделить двум свойствам гипотезы:

1. Она должна быть проверяемой.

2. Она должна обладать эвристичностью: то есть предсказывать сходные явления в будущем. Если же эти свойства выражены слабо, то даже при наличии других свойств гипотезы – логическая непротиворечивость, простота, язык и т.д., гипотеза считается только «рабочей». Это означает, что она рассчитана только на "условное объяснение" данного явления и не претендует на отображение "действительного положения вещей".

На пути превращения гипотезы в теорию нередко встречается промежуточный этап – введение и разработка теоретической модели или схемы. Она представляет собой ядро новой теории, которому впоследствии возможно предстоит стать «жестким ядром». Теоретическая модель представляет собой взаимосогласованную систему абстрактных объектов теории. Кроме этого она включает в себя: абстрактную репрезентацию экспериментальных ситуаций, связанных с данной теорией; тип экспериментально-измерительной практики, соответствующей эмпирическому полюсу теории. Теоретическая схема может, а в современной естественной науке должна включать в себя математические объекты.

Наконец, надо иметь в виду, что в развитых научных областях существуют теоретические схемы нескольких уровней: фундаментальные, служащие концептуальной базой для общей теории, и частные схемы, конкретизирующие фундаментальную схему применительно к различным задачам. В теоретическую модель нередко входят данные сопредельных и даже не сопредельных наук. Если таких данных привлекается достаточно много, можно утверждать, что мы имеем дело с междисциплинарной теорией (чаще она выступает как концепция). Если недостаточно много, то можно вести речь о перенесении отдельных элементов теоретических схем из одной науки в другую. «Достаточно» или «недостаточно много» не имеет количественной характеристики – это скорее вопрос интуиции, но обычно ученые идут по второму варианту. Так Максвелл для разработки электродинамики использовал теоретические модели из механики сплошных сред, создатели квантовой механики использовали законы механики макромира и т.д. Если такой перенос затруднен или не приводит к эффективным результатам – предпринимается междисциплинарное исследование, в котором более широко используются методы и теоретические модели разных наук, но может существенно страдать достоверность результата. Примером могут служить проблемы экологии, урбанистики. Порой теоретические схемы других наук используются вынужденно, поскольку наука еще не выработала собственных фундаментальных теоретических схем либо в силу своей молодости, либо в силу неопределенности своей «картины мира».

После переноса абстрактных объектов в новую предметную область, а также их адаптация – довольно трудная процедура, в ходе которой производится мысленное манипулирование абстрактными объектами, а также проверка их на взаимную совместимость. Если теоретическая схема всесторонне и конструктивно обоснованна, она получает статус теории. Совокупность таких теорий образует каркас картины мира, то есть этим теориям приписываются свойства самой реальности. Новые теории могут вписываться в уже существующую картину мира, однако встречаются нетривиальные и более интересные варианты, когда новые теории приводят к перестройке существующей картины мира.

Подводя итог теме становления научной теории, скажем следующее: теория развивается от постановки проблемы до эмпирической и неэмпирической проверки и последующего принятия научной теории, проходя через этапы выдвижения гипотезы, создания теоретической схемы, ее общей и специальной разработки, обоснования, формулировки законов. Все эти процессы неоднозначны как объективно: всегда остается возможность изменения, переработки или даже отказа от принятой теории, и субъективно: сообщество ученых не сразу принимает научную теорию и тем более не сразу считает ее общепринятой. В этом последнем случае на принятие или непринятие научной теории воздействует ряд неформальных факторов, которые присутствуют в деятельности научных сообществ.

Превращение гипотезы в теорию еще не дает повода для успокоения по двум причинам. Во-первых, с точки зрения современной науки, демаркационная линия между гипотезой и теорией не очень-то надежна: любая теория даже не только при появлении других фактов, а при смене парадигмы, влиянии форм метатеоретического уровня знания, конкурирующих теорий и т.д. может стать снова гипотезой. То есть деградация теории в гипотезу – дело не столь редкое в науке. Во-вторых, появление новой теории ставит задачу ее обоснования. А это не такая простая, но необходимая задача.

В современной науке научная теория считается обоснованной, если она в состоянии объяснить:

1. Тот круг явлений, для объяснения которых она создавалась.

2. Объяснить аномальные явления, присутствующие в данном классе явлений.

3. Предоставить некоторые полезные следствия, подкрепляющие первоначальное представление об истинности этой теории.

4. Экстраполировать свои выводы на подобные явления в будущем.

Если научная теория удовлетворяет всем этим условиям, она считается обоснованной. Нередки случаи, когда научные теории могут получить полное обоснование лишь в исторической перспективе. М. Полани, обращая внимание на этот факт, утверждает, что полностью обоснование научной теории производится «в иные времена, иными поколениями». Аналогичную точку зрения на этот вопрос излагает и Т. Кун в своем классическом труде «Структура научных революций». А можно ли установить максимально полную обоснованность научной теории в течение жизни одного поколения ученых, то есть максимально сблизить процесс создания теории, а также ее обоснование? М. Полани утверждает, что нельзя. Таких критериев нет, и не может быть в принципе, так что теории, полученные сегодня, будут обоснованы только «послезавтра». На долю сегодняшнего дня остаются те критерии истинности теории, которые являются лишь частичными. Хорошо уже то, что они вообще существуют. В качестве таких важных, но все же частичных критериев принимаются следующие: опытная подтверждаемость, логическая непротиворечивость, в особенности, если речь идет о математическом или математизированном знании, системность и связность выводов.

В целом можно сказать, что мы должны рассматривать полное историческое обоснование конкретной научной теории как многоэтапный эволюционный процесс, на каждом этапе которого происходит прирост нового знания и «повышается» степень обоснованности конкретной научной теории в целом.