Глава 4. Проблемы динамики научного познания

В предыдущей главе были рассмотрены формы научного познания,

имеющие самостоятельное значение в структуре научной деятельности и вы­ступающие единицами логико-методологического анализа. Теперь наша за­дача будет состоять в том, чтобы раскрыть действительное движение науч­ного познания, непрерывную текучесть и обновляемость его содержания.

Действительно, проведенный ранее анализ дал лишь структурный срез научной деятельности, показал ее устойчивые формы, обнаруживаемые

в каждый отдельно взятый момент времени. Но наука находится в состоянии непрестанного развития, она подвижна и открыта. В ходе научного познания меняется совокупность актуальных проблем, открываются и вводятся в рас­смотрение новые факты, отбрасываются прежние теории и создаются более совершенные, имеющие порой поистине революционное значение. Ход по­знания демонстрирует нам извечное брожение научного духа.

Итак, мы переходим от статического к динамическому анализу науч­ного познания.

В самой философии и методологии науки заметно существенное нараста­ние именно динамической проблематики. Если в первой половине XX в. преобладали проблемы, связанные с логическим анализом научного язы­ка, структуры теории, процедур дедуктивного и индуктивного вывода, то со второй половины XX в. становится весьма заметен поворот от логики к истории. Динамика науки, закономерности и движущие факторы ее раз­вития, проблемы взаимоотношения и соизмеримости старых и новых теорий, соотношение консерватизма и радикализма в науке, вопросы рационального преодоления научных разногласий и рационального пере­хода от одних теоретических позиций к другим — вот что становится

объектом преимущественного интереса философов, приводя порой к бур­ным дискуссиям.

4.1. Становление и развитие научной теории

Процесс становления новой теории — это особая интересная и сложная тема. В настоящем параграфе будут кратко рассмотрены следующие вопросы:

248. ключевые моменты процесса создания теории. Речь будет идти прежде всего о генезисе теоретической схемы;

249. объединяющая модель развития научных теорий. Она отражает взаимодействие рассмотренных в главе 3 форм (проблема, гипотеза и т.п.)

и рисует обобщенную картину их совместного участия.

Стимулы, подготовительные стадии

Что служит толчком к созданию научной теории? Как происходит ее

созревание?

Толчком к разработке и становлению научной теории могут служить

различные факторы. Прежде всего роль подобных стимулов могут играть новые факты, особенно имеющие неожиданный характер. Так, интенсив­ное теоретическое развитие на рубеже XIX-XX вв., ознаменовавшее пере­ход от классической к новейшей физике, было во многом инициировано

открытием таких явлений, как рентгеновское излучение и радиоактив­ность. Далее важным пусковым фактором является выдвижение новых идей, открывающих иной способ видения и осмысления имеющегося эмпи­рического материала. Внезапная догадка, смелая гипотеза могут указать пути будущего плодотворного теоретического развития. Примером такой содержательной идеи может служить гипотеза А. Лавуазье о том, что про­цесс горения представляет собой не реакцию разложения вещества (как считалось тогда), а наоборот, реакцию синтеза; эта идея, которая, как извест­но, претворилась в программу изучения состава воздуха и привела к откры­тию кислорода, явилась исходным пунктом радикальных сдвигов и рожде­ния новой химии.

Ведущим стимулом и поиска новых фактов, и введения новых гипотез является, как правило, наличие существенных проблем в научных об­ластях. К примеру, главной проблемой физики конца XIX в. (как тогда представлялось, близкой к решению) было приведение физической науки к единству, к завершению физики, т.к. в то время казалось, что все фунда­ментальные физические законы уже открыты. Но на пути разрешения этой главной проблемы стояли некоторые частные, создававшие для уче­ных стойкие трудности. Попытки справиться с ними с помощью механисти­ческих представлений не приводили к успеху. Постоянные неудачи

в решении этих проблем свидетельствовали о необходимости пересмотра

самой научно-исследовательской программы, связанной с принципами классической физики; однако тогда это еще не было осознано. Данный

пример показывает, что для становления новой теории важнейшим моментом является осознание недостаточности старого, ставшего уже

традиционным способа решения проблем в данной области и связанной

с ним системы теоретических представлений.

Однако осознание неэффективности устоявшихся подходов является

само по себе задачей отнюдь не тривиальной. Иногда для поиска принци­пиально новых путей развития требуется предварительная деструктивная работа по отношению к старым взглядам. В рассматриваемой нами ситуа­ции рубежа XrX-XX вв. подобное освобождающее воздействие на уче­ных имели, как известно, прежде всего работы Эрнста Маха. В них были подвергнуты решительной критике механистические представления и дог­матизм физического мышления. Влияние Э. Маха в ту пору было огром­ным, и его выступления, имевшие поистине революционизирующий эффект, во многом способствовали поиску новых путей научно-теоретического поис­ка (оказав серьезное воздействие и на молодого А. Эйнштейна).

Понятие о теоретической схеме

Ключевой момент в выдвижении новой теории — введение и разра­ботка ее опорного идейного комплекса — теоретической схемы. Описы­вая этот процесс, мы будем опираться на концепцию B.C. Степина, разра­батываемую им на протяжении ряда работ¹.

Теоретическая схема — это взаимосогласованная система абстрактных объектов теории. Некоторые ее элементы непосредственно соотнесены с опытом, другие же относятся к эмпирическому базису весьма косвенным образом. Теоретическую схему можно считать весьма отвлеченной моделью тех явлений и взаимодействий, которые рассматриваются теорией; в тео­ретической схеме сконцентрированы их наиболее существенные характе­ристики. B.C. Степин выдвигает универсальный методологический тезис: «Формулировки теоретических законов непосредственно относятся к сис­теме теоретических конструктов (абстрактных объектов)»². Причем это

касается не только физики (хотя там это видно наиболее отчетливо), но и других наук. Например, собственные системы абстрактных объектов

лежат в основе популяционной генетики Харди—Вайнберга, экономиче­ского учения Л. Вальраса и многих других теорий; даже в сугубо гуманитар­ных дисциплинах могут быть выявлены свои слои абстрактных объектов.

Кроме того, теоретическая схема дает и предельно абстрактную реп­резентацию экспериментальных ситуаций, связанных с данной теорией.

Система объектов и их взаимоотношений в теоретической схеме воспро­изводит в самой общей форме сам тип экспериментально-измеритель­ной практики, которая соответствует эмпирическому полюсу теории. Например, модель атомного ядра Э. Резерфорда — это описание не только атома, но и тех исследовательских ситуаций, через которые он становится виден исследователям.

Свойства объектов теоретической схемы взаимосовместимы и согласо­ваны так, что видоизменение или устранение каких-либо составляющих

теоретической схемы соответственно трансформирует или разрушит всю систему абстракций. Так, в теоретической схеме механики абстрактные

объекты и их свойства — сила, материальная точка, пространственно-вре-

Степан B.C. Теоретическое знание. М., 20(30. ' Стстш B.C. Указ. соч.: С. 111.

менная система отсчета и т.д. — подогнаны друг к другу и скоррелированы

между собой определенным способом. Дальнейшее наращивание теоре­тической схемы возможно только путем введения объектов и свойств, сов­местимых с уже имеющейся совокупностью параметров данной схемы.

Теоретическая схема характеризуется как с помощью содержательных описаний (например, «воздействие силы способно изменять движение тела»), так и с помощью математических зависимостей. Последнее дости­гается отображением объектов исходной теоретической схемы на подходя­щие математические объекты. Например, пространственно-временная система отсчета связывается с декартовыми координатами в евклидовом пространстве. В общем случае математические зависимости (уравнения) и абстрактные объекты схемы являются относительно самостоятельными теоретическими компонентами. Так, одни и те же уравнения могут репре­зентировать характеристики разных теоретических схем (например, мате­матический аппарат теории колебаний), и наоборот, теоретические схемы

могут существовать относительно независимо от возможных математиче­ских интерпретаций. Теоретическая схема выступает посредником между математическим формализмом (как более абстрактным слоем теории)

и уровнем эмпирической интерпретации, непосредственно выходящем в экспериментально-измерительную практику.

В развитых научных областях существуют сложные отношения между теоретическими схемами различных уровней. Следует различать фундамен­тальную теоретическую схему, служащую концептуальной базой для охва­тывающей теории, и частные схемы, конкретизирующие фундаментальную схему применительно к различным задачам. Процессы теоретизирования включают как конструирование частных схем, подчиняющихся главной, так

и (при фундаментально-теоретическом продвижении) конструктивное обоб­щение и подведение имеющихся частных схем под фундаментальную.

Генезис и обоснование теоретической схемы

Итак, ведущим моментом в создании теории является введение теоре­тической схемы. В генезисе теоретической схемы можно различить две стадии: выдвижение схемы в качестве гипотезы и ее обоснование. При этом построение частной теоретической схемы непосредственно ориен­тировано на определенный класс задач; обобщающая же теория строится на основе синтеза имеющихся частных теоретических схем (например,

механика Ньютона является сложным обобщением теорий механических

колебаний, свободного падения, движения планет и других частных теорети­ческих схем физики). Фундаментальная теоретическая схема, как правило, разрабатывается постепенно, двигаясь путем последовательного синтеза

частных законов данной области, сначала близлежащих, затем более от­даленных.

«Строительным материалом» для разработки теоретической схемы могут служить элементы других схем; ведь в науке происходит постоянный обмен элементами и структурами как внутри научной области, так и между различ­ными науками (например, между химией и физикой, физикой и биологией и т.п.). В развитых естественно-научных областях переносятся не только содержательные понятия, но и готовые схемы математических формализмов. При построении теоретической схемы она вначале вводится как пробная мо­дель, которая накладывается на имеющийся эмпирический и теоретический материал. B.C. Степин прослеживает этот процесс на примере становления электродинамики. Так, Дж. Максвелл для разработки теоретической схемы использовал структуры из механики сплошных сред. Будучи помещенным в новую сетку связей, транслируемый из другой области абстрактный объект приобретает новые признаки. Это требует специальной «подгонки» объекта

к новой системе. Таким образом, в генезисе теоретической схемы важную

роль играют процессы переноса абстрактных объектов из других областей и монтажа из них новых гипотетических схем.

Эти процессы подчинены определенной логике. Так, сам выбор исход­ных абстрактных объектов не произволен, а во многом задан картиной мира, которую принимает ученый. Здесь следует обратить внимание на существенный момент концепции B.C. Степина — различение теорети­ческой схемы и картины мира. Теоретическая схема — это компонент

непо-средственно научной теории, ее первичный объект, или фундамен­тальная идея (см. § 3.4). Картина же мира относится к более широкому кон­тексту, к окружающей теорию философско-научной системе представле­ний (см. подробнее § 9.1). Так, для научных областей характерны собственные дисциплинарные онтологии — специальные картины мира,

аккумулирующие в себе обобщенные характеристики референтов данной

дисциплины. Специальные картины мира содержат представления о базо­вых и производных от них объектах, о причинно-следственных законо­мерностях, о пространственно-временной структуре реальности. Картинам мира всегда свойственна большая простота охвата явлений по сравнению

с научными теориями. Поэтому на одну картину мира может отображаться несколько различных теоретических схем (например, общая механическая

картина мира совместима с разными физическими теориями).

Картина мира позволяет увидеть аналогии между различными науч­ными областями, тем самым она оказывает активное воздействие на про­цесс выбора абстрактных объектов и сети их взаимоотношений, т.е. на

выбор тех исходных составляющих, которые станут каркасом новой тео­ретической схемы. Иными словами, картина мира предлагает ученому как бы подсказку, откуда следует переносить строительный материал для тео­ретической схемы. Разумеется, при конструировании новой схемы у уче­

ного может появиться матрица новой картины мира (например, М. Фара­дей вышел к представлениям о поле как особой реальности), однако уче­ный, как правило, не спешит «разворачивать» эти представления в теорию,

пока не будет в полной мере разработана и обоснована лежащая в их ос­нове теоретическая схема.

После переноса абстрактных объектов в новую систему взаимоотноше­ний схема адаптируется к эмпирическому и теоретическому материалу, перестраивается и шлифуется. При адаптации схемы может быть создана принципиально новая теоретическая структура. Здесь также картина мира

как общее «изображение» референта теории подсказывает, как следует со­единять абстрактные объекты теоретической схемы. Процесс подгонки

абстрактных объектов B.C. Степин называет процедурой конструктивного введения их в теоретическую схему. Это сложный процесс, в котором про­изводятся мысленное манипулирование (и экспериментирование) абстракт­ными объектами, проверка их свойств на совместимость и т.п. (мы уже касались этой темы в § 1.4).

Даже то теоретизирование, которое выглядит как чисто математическое выведение систем уравнений, является на самом деле особым конструк­тивно-содержательным предприятием. На примере деятельности Дж. Макс­велла B.C. Степин показывает, что процесс конструирования теоретической схемы происходит как попеременное движение в плоскости математических

форм и в плоскости физического содержания. Каждый новый шаг по пути к искомой системе уравнений сопровождается промежуточными содержа­тельными интерпретациями, с помощью которых поддерживается физиче­ская осмысленность теоретической модели. В процессе наращивания теоре­тической схемы постоянные промежуточные интерпретации являются необходимым компонентом работы, позволяющим осуществлять конструк­тивное оправдание и подгонку абстрактных объектов теоретической схемы.

Сказанное относится и к применению математической гипотезы (см. § 3.3) в современной физике, когда теоретик выдвигает в качестве гипотез сразу теоретические системы высокого уровня общности. Но это смелое и развитое теоретизирование не скрывает того, что здесь также не происходит совер­шенно свободного «математического фантазирования»; исследователь

и в этом случае продолжает опираться на промежуточные интерпретации, сверяться с возможными физическими смыслами систем уравнений, искать их содержательное понимание.

Теоретическую схему, прошедшую конструктивные процедуры кор­ректировки, можно назвать конструктивно обоснованной. Введение тео­ретической схемы с ее последующим конструктивным обоснованием — это главная процедура в генезисе теоретических знаний. Она использует­ся не только для разработки частных теоретических схем, но и для кон­струирования фундаментальной теории.

Деятельность по разработке и обоснованию теоретической схемы завер­шается созданием схемы специальной картины мира. Тем самым теорети­ческая схема получает онтологический статус; ее объектам приписываются черты самой реальности. При этом может оказаться, что полученная схема относительно легко совместима с исходной картиной мира. Но может воз­никнуть и более сложный и более интересный вариант, когда процесс вве­дения теоретической схемы переходит в последующий процесс перестройки

картины мира. Ведь картины мира тоже модифицируются по мере развития науки, хотя и медленнее, чем теоретические схемы.

Объединяющая модель развития научных теорий

Теперь перейдем к обобщенному взгляду на динамику становления

теорий. Мы видели, что в сложном процессе генезиса и развития научной теории задействованы все формы научного познания, которые рассматри­вались в главе 3 как единицы логико-методологического анализа. Можно описать их совместное участие в динамике теорий с помощью единой ин­тегрирующей модели, где (см. рис. 6).

НИП — научно-исследовательская программа

СКМ — специальная картина мира

(Теоретические Практические предпосылки потребности

_{\ /}

Факты

Научная проблема

_{

СКМ ►т_е0р_Ия..1^-Теоретические

схемы

Новые проблемы

Гипотезы

НИП

Теория-2 I

Рис. 6. Динамика научного познания

Общим стимулирующим условием для теоретического продвижения вы­ступает исходная проблемная ситуация, которая должна быть осмыслена учеными как научная проблема. Она является результирующей сочетания

как внешних факторов (общественные потребности), так и внутренних (собственные проблемы самой науки). Осознание недостаточности имею­щихся средств активизирует научный поиск. Усилия ученых по решению проблемы связаны с анализом фактов и выдвижением новых гипотез, при­званных эффективно продвинуть ход изысканий. Существенный прогресс в решении проблемы будет достигнут тогда, когда сформируется определен­ный комплекс плодотворных идей, который может стать «центром кристал­лизации» перспективной теоретической схемы. Итак в результате выдви­жения каких-то эвристически ценных гипотез и переноса теоретических структур (из теоретических схем других областей) в сложном процессе ана­лиза и взаимной корректировки общих (картина мира) и специальных (имею­щиеся частные схемы) теоретических знаний и эмпирического материала возникает тот или иной теоретический эскиз (теория 1), который можно на­звать начальным вариантом созревающей научной теории.

Однако выдвигаемая теория сталкивается с новыми проблемами. Они частично связаны с нерешенностью исходной проблемы, частично — с теми вопросами, которые вырастают из теоретического эскиза (столкновения с фактами, различных концептуальных неувязок и т.п.). Это ведет к дальней­шему анализу фактов и выдвижению новых гипотез и т.д., так что следую­щим опорным пунктом цикла теоретического развития оказывается новая модификация разрабатываемой теории (теория 2). Этот процесс продол­жается до состояния, когда теория не сможет успешно справиться с труд­ностями и стать принятой в среде работающих ученых. В целом весь процесс выглядит как циклическая серия сменяющих друг друга теоретических эски­зов в рамках объемлющей их научно-исследовательской программы, которая задает единое направление теоретическому продвижению до тех пор, пока в нем сохраняются ее исходные принципы и допущения, ее ведущая идея.

4.2. Проверка и принятие научной теории

Проверка и принятие научной теории — длительные процессы, свя­занные со сложными процедурами верификации, обоснования, оценки,

корректировки теоретических положений. Их следует понимать именно в динамике, а не как одномоментные акты.

В § 3.3 мы рассматривали эти процессы в связи с научной гипотезой. Было подчеркнуто, что понятия «проверка» и «принятие» различны. Про­верка научного положения — это совокупность действий, позволяющих оценить его. возможную истинность. Принятие научного положения — это окончательное решение о его статусе и его дальнейшем использовании. Конечно, в целом относительно научной теории оказывается справедли­вым все то, что говорилось ранее о проверке и принятии гипотезы. Одна­ко появляется и нечто дополнительное. Прежде всего, по мере того как гипотеза перерастает в теорию, активизируются процессы межтеорети­ческого взаимодействия, что часто приводит к обостренным дискуссиям,

столкновениям научных теорий. Ведь между всего лишь гипотезой и ста­новящейся новой теорией, которая уже имеет своих убежденных сто­ронников, имеется весомое различие. Научная теория — это не просто вчерашняя гипотеза, но гипотеза «сильно разросшаяся» и окрепшая, спо­собная выдерживать проверки. Она сама уже может выступать опорой

для дальнейших гипотез. Научная теория — это обладающая значитель­ным потенциалом система знаний. Она становится достойным конкурен­том для уже имеющихся теорий и может заставить их «покинуть сцену».

В процессах проверки и принятия научной теории, как правило, задей­ствованы немалые концептуальные ресурсы. Часто эти процессы весьма неоднозначны. Итак, остановимся на них подробнее.

Проверка теории: эмпирические и неэмпирические аспекты

Ранее мы уже неоднократно говорили о том, что процесс верификации научных положений гораздо сложнее, чем какая-либо непосредственная проверка фактическими данными. И эта сложность тем выше, чем более

абстрактной оказывается система научных утверждений, чем более высо­кий уровень универсальности она занимает. Теории значительной степе­ни общности не говорят напрямую о каких-то эмпирических референтах, а описывают достаточно абстрактные объекты и их отношения. Поэтому для соотнесения этих теорий с реальностью, для осуществления удовлетво­рительных эмпирических интерпретаций требуются дополнительные конструкции, соглашения, теории вспомогательного уровня, частные схе­мы, специально адаптированные к эмпирическим приложениям. Так, на­пример, классическая механика, выраженная в достаточно абстрактной

форме, подтверждается (и применяется) с помощью теорий более кон-к-

ретного уровня — теории удара, теории колебаний и т.п.

Процесс проверки новой теории начинается уже в ходе первоначаль­ной разработки ее эскизов, теоретических схем. Конструктивное обосно­вание вводимой теоретической схемы — это уже одновременно ее первич­ная проверка. Также весьма сложными оказываются взаимоотношения теории с эмпирическим базисом. Еще раз подчеркнем, что контекст пред­метной области политеоретичен. Поэтому, как отмечалось ранее, при столкновении теории с противоречащими ей опытными данными проис­ходит взаимодействие различных теоретических уровней, одни из кото­рых интерпретируют факты, другие объясняют их какими-либо, часто конкурирующими между собой способами. В целом некоторое количест­во обнаруженных контрпримеров может и не повлиять на состояние тео­рии, если она продолжает удовлетворительно решать ряд важных проб­лем; при этом нередко случается так, что контрпримеры со временем по­лучают объяснение при дальнейшем развитии исходной теории. Однако

контрпримеры могут расцениваться как существенно компрометирую­щие главенствующую теорию, если в это же время начинается восхожде­ние другой теории, теории-конкурента, которая успешно объясняет эти

же факты и обнаруживает прогрессивное продвижение к новым фактам

и гипотезам.

Вообще эмпирическая проверка утверждений научной теории принци­пиально соотнесена с полем межтеоретических взаимоотношений. Так, М. Бунге указывает, что научную теорию невозможно подвергнуть эмпи­рической проверке, не связывая ее с другими теориями: прежде всего та­кая проверка, какой бы близкой к опыту ни казалась данная теория, всегда

требует содействия добавочных теорий, входящих в общий замысел про­верки, описывающих конструкцию экспериментальных установок и сам способ считывания данных с научных приборов.

Важную роль играют также различные неэмпирические проверки тео­рии. Часто оказывается, что теорию не удается проверить непосредствен­но опытным путем, даже в сочетании со вспомогательными теориями. Но ее можно проверить с помощью другой теории, которая способна предло­жить какие-то способы частичной проверки.

Вообще же согласно М. Бунге можно выделить четыре ступени про­верки научных систем:

250. метатеоретическую;

251. интертеоретическую;

252. философскую;

253. эмпирическую. Первые три относятся к неэмпирическим, или концептуальными,

способам, и в совокупности они способны дать ученому определенное

понимание того, насколько жизнеспособной и перспективной оказыва­ется проверяемая им теория. Метатеоретическая проверка устанав­ливает, является ли теория внутренне непротиворечивой, выводимы ли из нее эмпирически проверяемые следствия; интертеоретическая проверка выявляет совместимость данной теории с рядом общеприня­тых теорий, с общим концептуальным контекстом данной предметной области; в ходе философской проверки теории исследуются ее общие

метафизические достоинства, ее базисные понятия, принципы и пред­положения. Часто по разным причинам подобные неэмпирические проверки не проводятся в явном виде и в полном объеме (например,

из-за сложности установления логической непротиворечивости). «Но, —

делает важное заключение М. Бунге, — в целом существует приори­тет неэмпирических проверок перед опытными, и теория, которая не смогла выдержать концептуальные испытания, не должна допускаться

к эмпирической проверке»¹.

Действительно, ведущее значение в процессе проверки научной систе­мы имеют содержательные соображения, относящиеся к самому теоре­тическому контексту предметной области, включающему и общие логи­ческие нормативы, и наиболее признанные в данное время философские представления, и сложные переплетения научных теорий различных уровней универсальности, а также взаимоотношения теорий, конкурирую­щих друг с другом за объяснение одного и того же эмпирического базиса. В итоге разворачивается длительный процесс эмпирических и концеп­туальных проверок научной теории, обостряемый необходимостью оценки и выбора одной из теорий среди имеющихся на данный момент альтерна­тив в политеоретическом поле предметной области.

Тезис Дюгема—Куайна

Итак, в процессе проверки теории сложным образом переплетаются эмпирические и неэмпирические способы. Существует еще один источ­ник сложности, который возникает тогда, когда теория, казалось бы, мо­жет быть непосредственно подвергнута эмпирическому испытанию.

Эта проблема в философии и методологии науки известна как пробле­ма Дюгема. Ее суть состоит в следующем. Если при проверке теоретиче­ской системы обнаружено ее несоответствие некоторым эмпирическим данным, то как возможно определить, какие именно утверждения теории ошибочны? И наоборот, какие утверждения теории могут быть оставлены без изменения? Как может исследователь выделить из совокупности

утверждений теории конкретно то положение (или те положения), кото­рое подлежит корректировке?

Оказывается, что эта задача весьма непроста. По всей видимости, не существует универсального способа выявления отдельного ошибочного утверждения в составе теоретической системы. Мы в общем случае не умеем отщепить от теории нужный фрагмент и исправить его. Ведь тео­рия представляет собой сложное смысловое образование, не сводимое

к простой сумме составляющих ее утверждений. Поэтому в общем слу­чае, столкнувшись с каким-либо эмпирическим контрпримером, не со­гласующимся с положениями теории, мы соотносим его не с каким-то изолированным теоретическим утверждением, а в некотором смысле со