Типы познавательных процедур. Структура эмпирического и теоретического знания

 

В современной науке существуют два уровня организации знания: эмпирический и теоретический, которым соответствуют разные типы познавательных процедур, порождающих эти знания.

Предмет эмпирического исследования базируется на непосредственном практическом взаимодействии исследователя с изучаемым объектом.

В теоретическом исследовании отсутствует непосредственное практическое взаимодействие с объектом. На этом уровне объект может изучаться только опосредованно, в мысленном эксперименте. В реальном эксперименте поверяются логические следствия теории.

Средства эмпирического и теоретического исследований, их язык имеют свою специфику. Уже на уровне эмпирического познания реальные объекты представлены в образе идеальных объектов, обладающих жестко фиксированным и ограниченным набором признаков. Эмпирические объекты науки – абстракции, выделяющие в действительности некоторый набор свойств реальных вещей или их отношений в определенной познавательной ситуации.

Идеализированные теоретические объекты науки, в отличие от эмпирических объектов, наделены не только теми признаками, которые мы можем обнаружить в реальном опыте, но и признаками, которых нет ни у одного реального объекта. Например, материальную точку определяют, как тело, лишенное размеров, но сосредоточивающее в себе всю массу тела. Таких тел в природе нет. Они выступают как результат мысленного конструирования, когда мы абстрагируемся от несущественных (в том или ином отношении) связей и признаков предмета и строим идеальный объект, который выступает носителем только сущностных связей.

В реальности сущность нельзя отделить от явления, одно проявляется через другое. Задача теоретического исследования – познание сущности в чистом виде. Введение в теорию абстрактных, идеализированных объектов позволяет решать эту задачу.

Методы эмпирического и теоретического познания имеют значительные отличия. На эмпирическом уровне в качестве основных методов применяются реальный эксперимент и реальное наблюдение. Они дополняются методами эмпирического описания, которые ориентируются на максимально возможное очищение изучаемых явлений от субъективных наслоений.

В теоретическом исследовании применяются: метод идеализации (метод построения идеализированного объекта); мысленный эксперимент с идеализированными объектами, который как бы замещает реальный эксперимент с реальными объектами; особые методы построения теории (восхождение от абстрактного к конкретному, аксиоматический и гипотетико-дедуктивный методы); методы логического и исторического исследования.

Эмпирический и теоретический уровни познания, отличаясь по предмету, средствам и методам исследования, всегда взаимодействуют в процессе научного познания.

Структура эмпирического знания. Эмпирическое знание добывается в опыте, в непосредственном или опосредованном (через приборы) контакте исследователя с существующими вне его сознания объектами. Оно возникает в процессе изучения реального объекта, но истолковывается как знание об абстрактном объекте.

Это придает эмпирическому знанию общий характер и позволяет распространить его на реальные объекты как «частные случаи» данного абстрактного объекта, например, законы идеального газа в физике. Таким образом, познание на эмпирическом уровне идет от конкретного реального объекта к абстрактному, затем от него – к конкретному множеству реальных объектов.

Главной задачей в эмпирическом познании является получение научных фактов. Основными эмпирическими методами являются наблюдение и эксперимент.

Научное наблюдение – это целенаправленное и специально организованное восприятие явлений. Проведение научных наблюдений требует соответствующей подготовки (сбор предварительной информации о подлежащих наблюдению явлениях, выбор и комплектация приборов и т. д.). Главное требование к научному наблюдению – объективность, точность даваемых им сведений.

Наблюдение должно проводиться так, чтобы вмешательство наблюдателя не исказило картину изучаемых явлений. Однако такое вмешательство может стать эффективным средством познания, если строго фиксировать, с одной стороны, воздействие исследователя на изучаемый объект, а с другой – изменения, которые оно вызывает в объекте. Наблюдение, проводимое в этой ситуации, превращается в элемент другого, более сложного метода эмпирического познания – эксперимента.

Эксперимент – это управляемое и контролируемое воздействие на изучаемый объект в целях получения информации о нем. В эксперименте познавательная деятельность соединяется с деятельностью практической. В нем используется целый ряд материальных средств: приготовляющие устройства, которые порождают изучаемые явления и обусловливают их изменение; изолирующие устройства и т. д. В зависимости от цели, поставленной экспериментатором, различают эксперименты измерительные, проверочные, поисковые и контрольные.

Итогом наблюдений и экспериментов, так же, как и применения других эмпирических методов (сбор геологических образцов, археологические раскопки, изучение исторических документов, социологические опросы, анкетирование и пр.), должно быть установление научных фактов.

Однако данные, полученные в каком-то одном наблюдении или эксперименте, еще не являются фактами науки. Чтобы свести к минимуму влияние случайностей и возможные ошибки, наблюдения и эксперименты многократно повторяются и их результаты подвергаются математической (статистической) обработке. Только после этого они становятся достоверными научными фактами.

В философии науки термин «научный факт» находится в процессе осмысления и может употребляться в различных смыслах и контекстах. Понятие «факт» может выступать синонимом термина «истина», например, «сумма углов треугольника равна двум прямым углам». Фактом называют некоторое событие. Например, «Наполеон Бонапарт родился 15 августа 1769 года» – это исторический факт, независимый от познающего субъекта.

В теории познания фактом называется эмпирическое высказывание, суждение о событии. Факт – это не само событие, а утверждение о событии, описание события. Множество событий шире множества фактов. Событие становится фактом, если оно вошло в сферу человеческого познания[13].

Существуют и другие варианты интерпретации содержания понятия «факт». Например, предлагается считать, что факт – это действие, происшествие, событие, относящееся к прошлому или еще длящемуся настоящему, но никогда к будущему времени; нечто конкретное и единичное в противоположность абстрактному и общему; нечто реальное, не вымышленное в противоположность фантазии, выдумке.[14]

Общим для приведенных размышлений является следующий вывод.

Факты науки представляют собой обоснованное утверждение, за которым стоит знание, подтвержденное данными наблюдений, экспериментов и их последующей интерпретацией в свете определенных теоретических предпосылок. Что считать фактом и как его понимать – зависит от теории, в свете которой истолковываются эмпирические данные. Эмпирические факты всегда теоретически нагружены.

Накапливая факты и подвергая их систематизации, классификации, обобщению, ученые находят зависимости между ними – эмпирические законы или закономерности.

Совокупность эмпирических законов, относящихся к некоторой области явлений, иногда называют феноменологической теорией этих явлений. Однако такая теория не выходит за рамки эмпирического описания явлений и не объясняет их сущности. Например, эмпирические законы теплового расширения не объясняют ни механизма этого явления, ни линейного характера зависимости объема от температуры.

Объяснение найденных эмпирических фактов и закономерностей требует перехода на более высокий, теоретический уровень научного познания.

Структура теоретического знания. Теоретик работает не с самими объектами, а с их мысленными образами. Его материальные орудия деятельности – не приборы или испытательные стенды, а всего лишь карандаш и бумага, к которым в наше время добавился еще и компьютер. Считается, что затраты на развитие теоретических исследований на два порядка ниже, чем на развитие эмпирических.

Специфическим признаком теоретического познания является создание идеальных объектов, раскрывающих сущность эмпирически наблюдаемых явлений. В процессе теоретического познания идеальные объекты различным образом комбинируются, из них строятся мысленные конструкции, представляющие собой мысленные модели изучаемых явлений.

Теоретическое исследование, направленное на объяснение эмпирических фактов и закономерностей, может развиваться двояким путем.

Первый путь – нефундаментальное теоретическое исследование, цель которого – найти объяснение эмпирических фактов и закономерностей в уже имеющихся в науке теориях. Это может потребовать дальнейшего развития теорий, включения в них новых идей, расширения их предметной области. Но когда на этом пути не удается добиться успеха, то приходится вступать на второй путь – путь фундаментального теоретического исследования. Оно связано с разработкой принципиально новой научной теории.

Принципиально новое теоретическое знание не может быть получено ни посредством индуктивного обобщения эмпирических фактов, ни посредством дедуктивного вывода из старого теоретического знания. По словам Эйнштейна, исходные идеи, понятия, принципы новой теории являются продуктами «изобретения», «догадки». Они рождаются как «свободные творения разума». «На опыте можно проверить теорию, но нет пути от опыта к теории»; к основным законам новой теории «ведет не логический путь, а только основанная на проникновении в суть опыта интуиция»[15]. 

Первые шаги к новой теории связаны с поиском новых теоретических моделей изучаемых явлений. Создание теоретической модели совершается умозрительно, на основе свободной игры воображения. Ученый придумывает, изобретает различные варианты таких моделей и выбирает из них те, которые кажутся ему наиболее подходящими для объяснения эмпирических данных.

Важную роль здесь играют разнообразные мысленные эксперименты – умозрительное исследование теоретической модели, ее «поведения» в различных мысленно представляемых условиях. Изучение теоретических моделей в мысленных экспериментах позволяет сформулировать понятия и принципы, которые отражают свойства этих моделей.

Одним из первых использовал метод мысленного эксперимента Галилей. Представив в воображении идеальный шар, катящийся по идеально гладкой плоскости, он пришел к выводу, что если плоскость строго горизонтальна, то не существует никакой силы, которая заставила бы шар прекратить движение. Этот вывод был позже сформулирован Ньютоном как принцип инерции – одно из фундаментальных положений механики.

Эйнштейн при построении общей теории относительности прибегал к мысленным экспериментам, в которых рассматривал кабину лифта, расположенного в космическом пространстве. Наблюдатель, находящийся в лифте, не сможет определить, что является причиной давления тел на пол: сила тяжести или ускорение движения кабины «вверх». Это позволило Эйнштейну сформулировать принцип эквивалентности гравитационной и инертной массы.

Найденные умозрительно понятия и принципы образуют фундамент новой теории. Но чтобы на этом фундаменте возвести здание теории, необходимо вернуться из умозрительного мира, где царит игра воображения и полет фантазии, в мир «железной логики» и «упрямых фактов», которыми проверяются и обосновываются результаты воображения, интуиции, мысленных экспериментов. Из основных принципов теории должны быть логически выведены возможные следствия и развернута система понятий, что и образует содержание теории. Сформулированные утверждения – теоретические законы – должны объяснять известные факты и закономерности, а также предсказывать новые.

Теория – это логически упорядоченная система знаний о каких-либо явлениях, в которой строятся их мысленные модели и формулируются законы, объясняющие и предсказывающие наблюдаемые факты, и закономерности.

Теория отражает действительность опосредованно: мысленные модели выступают как промежуточное звено между теорией и действительностью. Теоретическая модель всегда основывается на упрощении, схематизации, идеализации реальности, поэтому и теория всегда отражает реальность лишь в упрощенном, схематизированном и идеализированном виде. Теоретические законы описывают свойства идеальных объектов. Чтобы применить теоретические законы к реальным объектам, необходимо построить для них соответствующие теоретические модели.

Логическое развертывание и систематизация содержания теории происходят в разных науках по-разному. В математике, начиная со времен Евклида, развивается аксиоматический метод построения теорий. Суть его состоит в том, что, во-первых, за исходные положения теории принимаются не подлежащие доказательству утверждения – аксиомы; во-вторых, все остальные положения теории логически выводятся из аксиом по правилам дедуктивного вывода; в-третьих, все термины, содержащиеся в языке теории, определяются через неопределяемые термины, фигурирующие в аксиомах.

Аксиоматическое построение придает теории логическую стройность, строгость и четкость. Построение теории становится особенно строгим, если к трем указанным условиям добавляется еще точное определение используемых в ней правил логического вывода, а сама теория формализуется.

Формализация – метод изложения теории особым языком со строго фиксированным синтаксисом. Язык вводится набором исходных символов, а также правил образования из них языковых выражений (формул) и правил операций – перехода от одних формул к другим.

Теория, изложенная в формализованном языке, превращается в формализованную систему. В такой системе содержательные рассуждения, основанные на понимании смысла терминов, заменяются формальными операциями со знаками по заданным правилам. Это позволяет сводить процессы рассуждения к четко определенным алгоритмам, программировать их и «поручать» их проведение компьютеру.

Для приложения формализованной теории к описанию каких-либо объектов необходимо установить ее семантику (смысл ее языковых выражений, правила его нахождения). Интерпретация формализованной теории в соответствии с правилами семантики превращает ее в содержательную теорию определенной предметной области.

Аксиоматический метод находит применение и в естественных науках (механика, оптика, термодинамика и др.). Однако возможности его применения в естествознании ограничены, так как содержание естественнонаучных теорий должно обосновываться и корректироваться опытом, а данные опыта могут не укладываться в рамки принятой заранее аксиоматики.

Для наук, основанных на опыте, более подходит гипотетико-дедуктивный метод построения теорий. В этом случае исходные положения теории формулируются не как аксиомы, а как гипотезы. В ходе разработки теории к ним могут добавляться новые гипотезы и понятия. В результате в теории образуется иерархическая система гипотез различного уровня общности. Из них дедуктивным путем извлекаются выводы, которые подлежат проверке опытом.

Научные гипотезы и теории должны удовлетворять ряду методологических требований, соблюдение которых хотя и не обеспечивает их истинность, но по крайней мере дает им право на существование в науке.

Важнейшими требованиями такого рода являются:

1. Логическая непротиворечивость.

2. Принципиальная проверяемость. Из гипотезы (теории) должны вытекать следствия, доступные опытной проверке. В противном случае она является принципиально непроверяемой, ее нельзя ни подтвердить («верифицировать»), ни опровергнуть («фальсифицировать»). С непроверяемыми гипотезами науке просто нечего делать. Эти гипотезы имеют право на существование в другой мировоззренческой конструкции, которая базируется на способности и потребности человеческого сознания верить и надеяться на исполнение своих желаний.

3. Фальсифицируемость, то есть принципиальная возможность опровержения. На важность этого методологического требования впервые обратил внимание в 1930-х гг. К. Поппер. Если любые опытные данные способны только подтверждать гипотезу и не может быть вообще никаких способов ее опровергнуть, то она неинформативна. В частности, гипотезы, подобные неопровержимому прогнозу «либо дождик, либо снег, либо будет, либо нет», никакой информации не несут.

4. Предсказательная сила. Гипотеза (теория) должна не только объяснять факты, для которых она создана, но и предсказывать новые. Чем больше неизвестных явлений предсказывает гипотеза и чем менее вероятными представляются ее предсказания, тем выше ее предсказательная сила и тем больший прирост знания она способна дать. Гипотезы, специально придуманные для объяснения какого-то явления и не предполагающие никаких иных следствий, называются гипотезами ad hoc (от лат. «к этому»). Такие гипотезы не допускают независимой от данного явления проверки и не приносят никакого достоверного знания.

5. Максимальная простота. Под простотой гипотезы или теории понимается ее способность объяснять широкий круг явлений, исходя из сравнительно немногих оснований и не прибегая к произвольным допущениям ad hoc. С простотой связаны логическое совершенство, красота, изящество теории. Оценка гипотез и теорий по этому критерию имеет сравнительный характер: из нескольких равных по прочим критериям гипотез (теорий) предпочтительной является более простая.

6. Преемственность. Новые идеи, гипотезы, теории должны вырастать из предшествующего научного знания, быть его дальнейшим развитием и продолжением. Из новых идей, конкурирующих друг с другом, предпочтительнее (при прочих равных условиях) та, которая в наибольшей степени сохраняет предшествующее знание. Так, принцип перманентности в математике (Ганкель) и принцип соответствия в физике (Бор) требуют от новой теории включения старой как частный или предельный случай. Именно, так соотносятся евклидова и неевклидова геометрия, геометрическая и волновая оптика, классическая и квантовая механика.

Так как всякая математическая теория (геометрия, арифметика и др.) сама является дедуктивно построенной логической системой, то она представляет собой готовое средство для получения дедуктивных выводов. Но чтобы успешно применять это средство в науках о природе и обществе, необходимо устанавливать в каждом конкретном случае соответствие между понятиями математической теории и объектами, изучаемыми в этих науках. Описание этих объектов должно быть переведено на математический язык. Если это удается сделать, то математическая теория превращается в мощный и эффективный метод теоретического исследования природных и общественных явлений.

Математизация научно-теоретического знания обычно начинается с квантификации – выяснения простейших количественных параметров и их соотношений. На этой основе создается математическая схема изучаемых явлений, или математическая модель. Она может выражаться в виде системы функций, уравнений, геометрических фигур, графиков.

Математические модели позволяют теоретически исследовать не только количественную сторону явлений, но и многие их качественные, структурные и другие свойства. С помощью математических моделей становится возможным получать выводы, которые трудно или вообще нельзя получить другими средствами. Нередко перевод понятий науки на математический язык становится орудием научных открытий, формирования принципиально новых понятий и идей. Классическим примером могут служить уравнения Максвелла в физике, истолкование которых привело к развитию теории электромагнитного поля.

Большую эвристическую роль в теоретическом познании играет обращение к методу математической гипотезы. Суть этого метода состоит в том, что математический формализм (уравнение), описывающий одну область явлений, используется в качестве гипотетической математической схемы для описания другой области явлений. При этом в формализм вносятся необходимые изменения, его символы получают новую интерпретацию. Примером математической гипотезы можно считать волновое уравнение Шредингера в квантовой механике, описывающее поведение электрона в электрическом поле.

Процесс развития научных знаний характеризуют:

Ø взаимодействие картины мира (мировоззрения) и опытных фактов;

Ø формирование первичных теоретических схем и законов;

Ø становление развитой теории.

Взаимодействие мировоззрения и опытных фактов может реализовываться в двух вариантах:

Ø во-первых, на этапе становления новой области знания (научной дисциплины), нового типа мировоззрения;

Ø во-вторых, в теоретически развитых дисциплинах при эмпирическом обнаружении и исследовании принципиально новых явлений, которые не вписываются в уже имеющиеся теории.

На этапе зарождения научной дисциплины происходит накопление эмпирического материала и его первоначальное осмысление. Для этого часто используется умозаключение по аналогии (парадейгма).

Парадейгма – это ход мысли от частного к общему вероятному, а затем от этого общего вероятного к новому частному. Этот метод является неизменным спутником и предпосылкой экспериментального изучения природы. Еще в VII в. до н. э. Анаксагор предлагал считать, что если раскаленный камень похож на Солнце, то можно предполагать, что Солнце – это большой раскаленный камень. А в 1600 г. н. э. английский ученый У. Гильберт исследовал поведение магнитной стрелки, помещаемой в разных точках шарового магнита.

Полученные данные он сравнил с известными из практики мореплавания фактами ориентации магнитной стрелки относительно Земли. Из сравнения этих данных Гильберт заключил, что Земля есть шаровой магнит. По аналогии с представлениями о Земле как «большом магните» Гильберт включает в картину мира представления о планетах как о магнитных телах. Он высказывает гипотезу о том, что планеты удерживают на их орбитах силы магнитного притяжения; вводит в язык науки понятие «электричество».

В это время силу рассматривали как результат соприкосновения тел. Новая трактовка силы была преддверием будущих представлений механической картины мира, в которой передача сил на расстоянии рассматривалась как источник изменений в состоянии движения тел.

Полученные из наблюдения факты могут не только видоизменять сложившуюся картину мира, но и привести к противоречиям в ней и потребовать ее перестройки. Лишь пройдя длительный этап развития, картина мира очищается от натурфилософских наслоений и превращается в научную картину мира, конструкты которой вводятся по признакам, имеющим опытное обоснование.

В истории науки первой осуществила такую эволюцию физика. В XVII в. она создала механическую картину мира. В ее становлении решающую роль сыграли новые мировоззренческие идеи и новые идеалы познавательной деятельности, сложившиеся в культуре эпохи Возрождения и Нового времени. Осмысленные в философии, они предстали в форме принципов, которые обеспечили новое видение накопленных предшествующим познанием и практикой фактов и позволили создать новую систему представлений о мире.

Важнейшую роль в этом сыграл принцип материального единства мира, исключающий схоластическое разделение на земной и небесный мир, принцип причинности и закономерности природных процессов, а также принцип экспериментального обоснования знания и установка на соединение экспериментального исследования природы с описанием ее законов на языке математики. Обеспечив построение механической картины мира, эти принципы превратились в ее философское обоснование.

Впоследствии картины мира, возникавшие в других областях естествознания, испытывали воздействие физической картины мира как лидера естествознания и, в свою очередь, оказывали на физику активное воздействие. В самой физике построение каждой новой картины мира происходило не путем выдвижения натурфилософских схем с их последующей адаптацией к опыту, а путем преобразования уже сложившихся физических картин мира, конструкты которых активно использовались в последующем теоретическом синтезе.

Взаимодействие картины мира и эмпирического материала существенно, когда наука сформировала слой конкретных теорий, а эксперимент и наблюдение способны обнаружить объекты, не объясняемые в рамках существующих теоретических представлений. Новые объекты изучаются эмпирическими средствами, и картина мира начинает регулировать процесс такого исследования, испытывая обратное воздействие его результатов. Пока не создано адекватной теории, признанная картина мира играет критическую роль в отборе фактов, постановке экспериментов, обосновании научности выдвигаемых гипотез, новых понятий и принципов. 

Большинство наук значительно позже физики вступили в стадию теоретизации, связанную с формированием конкретных теоретических моделей и законов, объясняющих факты. Поэтому в этих науках зачастую доминируют ситуации эмпирического поиска, в которых картина реальности берет на себя функции теоретического программирования опыта и развивается под его воздействием.

При этом в науке одновременно могут соперничать альтернативные картины реальности, каждая из которых выполняет роль исследовательской программы, предлагая свою постановку исследовательских задач и интерпретацию эмпирического материала. Примером этого могут служить: в биологии –гипотезы Кювье и Ламарка, в химии – теория флогистона Бехера-Шталя и теория о химических элементах Лавуазье, в исторической науке и социологии – картины социальной реальности, предложенные Марксом. Например, Тойнби и Сорокин выдвигали различные типы задач при исследовании конкретных исторических ситуаций.

Арнольд Тойнби (1889–1975) основное внимание уделял фактам, которые могли бы свидетельствовать об особенностях каждой из выделенной им цивилизации. Эти факты должны были способствовать обоснованию идеи о циклическом характере цивилизационного развития, в основании которого лежит иерархия социальных ценностей и концепция смысла жизни. Соответственно этим задачам происходил отбор фактов и их интерпретация.

Питирим Сорокин (1889–1968) также акцентировал внимание историка на исследовании фундаментальных ценностей, которые определяют тип культуры и соответствующий ей тип социальных связей. Здесь основная задача состояла в выявлении фактов, обосновывающих типологию культур, соответствующую, согласно Сорокину, трем основным типам мировосприятия (чувственному, рациональному и интуитивному).

Историки и социологи, разделяющие эту систему представлений, сосредоточивают усилия на анализе того, как проявляются фундаментальные ценности в различных состояниях религиозной жизни, в философской и этической мысли, в политике и экономических отношениях.

Карл Маркс (1818–1883) пришел к выводу о том, что главное в исследовании исторического процесса состоит в анализе изменений способа производства, классовой структуры общества, выяснении зависимости духовной жизни от господствующих производственных отношений. История человечества была представлена как процесс смены общественно-экономических формаций.

Пересмотр принципов картины реальности под влиянием новых фактов всегда предполагает обращение к философско-мировоззренческим идеям. Это относится в равной мере и к естествознанию, и к социальным наукам.

Анализ различных научных дисциплин позволяет сделать вывод об универсальности познавательных ситуаций, связанных с функционированием специальных научных картин реальности в качестве исследовательских программ, непосредственно регулирующих эмпирический поиск, и об их развитии под влиянием эмпирических фактов.

В классической науке картина мира выступает одним из условий построения теоретических схем, составляющих ядро конкретных научных теорий.

В теоретически развитых дисциплинах объяснение и предсказание эмпирических фактов осуществляется уже не непосредственно на основе картины мира, а через применение создаваемых теоретических схем (моделей) и связанных с ними теоретических законов, которые служат опосредующим звеном между картиной мира и опытом.

В развитой науке теоретические схемы вначале создаются как гипотетические модели, а затем обосновываются опытом. Их построение осуществляется за счет использования абстрактных объектов, ранее сформированных в сфере теоретического знания и применяемых в качестве материала при создании новой модели.

Например, при создании планетарной модели атома представления о центре потенциальных отталкивающих сил внутри атома (ядро) и электронах были заимствованы из теоретических знаний механики и электродинамики. В 1904 г. планетарная модель атома, как гипотеза, была выдвинута физиком Х. Нагаока. В 1912 г. она нашла свое подтверждение в результате обобщения результатов опытов Резерфорда.

В связи с этим возникает вопрос об исходных предпосылках, которые ориентируют исследователя в выборе и синтезе основных компонентов создаваемой гипотезы. Такие основания, как правило, создает принятая исследователем картина мира, которая дает общие представления о структуре природных взаимодействий, позволяя обнаружить общие черты у различных предметных областей науки.

Картина мира «подсказывает», откуда можно заимствовать абстрактные объекты и структуру, соединение которых приводит к построению гипотетической модели новой области взаимодействий. Использование аналогии позволяет соединить уже известную структуру с новыми элементами. В результате возникает гипотетическая модель, которая выражает существенные черты новой предметной области. Эти операции можно называть конструктивным введением объектов в теорию, а теоретическую схему – конструктивно обоснованной.

Конструктивное обоснование гипотезы (В. С. Степин; В.П. Бранский) приводит к постепенной перестройке первоначальных вариантов теоретической схемы до тех пор, пока она не будет адаптирована к соответствующему эмпирическому материалу. Перестроенная и обоснованная опытом теоретическая схема затем вновь сопоставляется с картиной мира, что приводит к уточнению и развитию последней.

Например, после обоснования Резерфордом представлений о ядерном строении атома такие представления вошли в физическую картину мира, породив новый круг исследовательских задач – строение ядра, особенности «материи ядра» и т. д. Оказалось, что признак электрона «двигаться по орбите вокруг ядра» противоречит другому его фундаментальному признаку – «излучать при ускоренном движении». Поскольку движение по замкнутой орбите является ускоренным, электрон должен излучать, терять свою энергию и падать на ядро. Следовательно, атом, если бы он был устроен так, как предполагает планетарная модель, не мог быть стабильным.

Было определено слабое звено модели – представление об электронной орбите. Этот абстрактный объект, введенный на этапе формирования гипотезы, не имел коррелята ни в одном из экспериментов. Стремление локализовать, а затем и элиминировать неконструктивный элемент – «электронную орбиту», опираясь на анализ специфики атомных экспериментов, было главным импульсом, который вызвал перестройку модели Резерфорда в квантово-механическую модель атома.

Таким образом, генерация нового теоретического знания осуществляется в результате познавательного цикла, который заключается в движении исследовательской мысли от оснований науки, и в первую очередь от обоснованных опытом представлений картины мира, к гипотетическим вариантам теоретических схем. Эти схемы затем адаптируются к тому эмпирическому материалу, на объяснение которого они претендуют.

Теоретические схемы в процессе такой адаптации перестраиваются, насыщаются новым содержанием и затем вновь сопоставляются с картиной мира, оказывая на нее активное обратное воздействие. Развитие научных понятий и представлений осуществляется благодаря многократному повторению этого цикла, в котором происходит взаимодействие «логики открытия» и «логики оправдания гипотезы» – взаимосвязанных аспектов развития теории. В ходе обоснования происходит развитие содержания научных понятий, что, в свою очередь, формирует концептуальные средства для построения будущих гипотетических моделей науки и новой картины реальности.

Новая система представлений о реальности не сразу выходит из гипотетической стадии и не сразу принимается большинством исследователей. Многие из них могут придерживаться старой картины мира, которая получила свое эмпирическое, теоретическое и философское обоснование на предшествующих стадиях научного развития. Рассогласование между ней и новыми теоретическими моделями или результатами эксперимента воспринимается такими исследователями как временная аномалия, которая может быть устранена в будущем путем коррекции теоретических схем и выработки новых моделей, объясняющих опыт.

Развитие теоретического знания на уровне частных теоретических схем и законов подготавливает переход к построению развитой теории. Исходную программу теоретического синтеза задают принятые исследователем идеалы познания и картина мира, которая определяет постановку задач и выбор средств их решения.

В современной науке идеалами, которым должна удовлетворять создаваемая теория, являются:

Ø объяснение различных явлений с помощью небольшого числа фундаментальных законов;

Ø организация теории как дедуктивной системы, в которой законы формулируются на языке математики.

Универсальной операцией построения новой теории как при формировании частных теоретических схем, так и при их обобщении в развитую теорию является применение аналогий, которые позволяют применить известные уравнения в новой ситуации, что изменяет их физический смысл и сопровождается введением новых абстрактных объектов.

Например, при поиске обобщающей теории электромагнетизма Ампер и Вебер использовали аналоговые модели и математические структуры из ньютоновской механики материальных точек, а Максвелл, учитывая работы Фарадея, выстраивал аналоговые модели, исходя из механики сплошных сред и соответствующих гидродинамических уравнений. Как результат в картине исследуемой реальности возникли представления об электрическом поле как особой самостоятельной субстанции и о распространении электромагнитных волн.

Процесс выдвижения научных гипотез имеет ряд особенностей.

Во-первых, сам поиск гипотезы не может быть сведен только к методу проб и ошибок. В формировании гипотезы существенную роль играют принятые исследователем основания, которые направляют творческий поиск, генерируя исследовательские задачи и очерчивая область средств их решения. Каждый исследователь обладает определенным мировоззрением – совокупностью модельных представлений, сквозь призму которых рассматриваются новые ситуации. Модельные представления задают образ структуры (гештальт), который переносится на новую предметную область и по-новому организует ранее накопленные элементы знаний об этой области (понятия, идеализации и т. п.).

Во-вторых, формирование гипотезы не является результатом индивидуального творчества ученого. Поиск гипотезы, включающий выбор аналогий и подстановку в аналоговую модель новых абстрактных объектов, детерминирован не только исторически сложившимися средствами теоретического исследования. Он детерминирован также образцами исследовательской деятельности, обеспечивающими решение новых задач. Такие образцы включаются в состав научных знаний и усваиваются в процессе обучения. Сохранение и передача теоретических знаний означает, также и передачу образцов деятельности по решению задач. Новая гипотеза чаще всего ген<

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: