Общие модели развития науки

До 20 в. считалось, что наука развивается плавно, постепенно, эволюционно: год за годом накапливаются новые факты, делаются научные открытия, приумножаются теории, в результате чего люди узнают о природе все больше и больше. Рост научного знания, по этим представлениям, можно условно сравнить с постепенным подъемом уровня жидкости в сосуде, в который она непрерывно наливается: с каждой секундой этот уровень становится все вьше.

В 20 в. представление радикально изменилось: теперь считается, что в развитии науки есть не только эволюция, которая выражается в постепенности, плавности и последовательности, но и революции, т.е. кризисы, обвалы, скачки, перестройки и т.п. В настоящее время существует множество общих моделей развития науки. Наибольшую известность приобрели в 20 в. модель американского ученого Томаса Куна и модель британского ученого Имре Лакатоса.

С точки зрения Куна развитие науки представляет собой смену научных парадигм. Парадигма, в широком смысле слова,  это совокупность каких-либо идей, взглядов, положений и т.п. Научная парадигма представляет собой систему наиболее общих, широких научных представлений об окружающем мире. Приведем несколько примеров научных парадигм.

1. Геоцентрическая парадигма (греч.ge – Земля) Аристотеля – Птолемея – представление, по которому в центре окружающего мира находится неподвижная Земля, а Солнце, Луна, звезды и другие небесные тела движутся вокруг нее. Эта парадигма просуществовала приблизительно 2000 лет.

2. Гелиоцентрическая парадигма (греч.helios – Солнце) Коперника – Галилея – Ньютона – представление, по которому в центре Вселенной находится Солнце, а Земля, вместе с другими небесными телами, движется вокруг него. Эта парадигма просуществовала примерно 500 лет.

3. Релятивистская парадигма Эйнштейна – представление, по которому у Вселенной вообще нет центра, равно как и границ, а вернее ее центром можно считать любую точку, только это будет условный, относительный центр (лат.relativus – относительный). Эта парадигма существует примерно 100 лет.

Можно привести и другие примеры научных парадигм, среди которых механика Ньютона, теория относительности Эйнштейна, теория эволюции Дарвина и т.п.

Та или иная парадигма какое-то время господствует в науке, определяет направление ее развития; в рамках парадигмы накапливаются факты, делаются научные открытия, создаются новые теории. Содержание научной парадигмы отражено в трудах крупнейших ученых и учебниках, а основные ее идеи проникают даже в массовое создание через научно-популярную литературу. Причем во время господства той или иной парадигмы, ее положения признаются и разделяются всеми представителями научного сообщества: никто, как правило, не сомневается в ее верности и эффективности. Кстати, отправным пунктом размышлений Куна над проблемами эволюции науки стал отмеченный им любопытный факт: ученые-обществоведы и гуманитарии славятся своими разногласиями по фундаментальным вопросам, исходным основаниям своих теорий; в то время как представители естествознания по такого рода проблемам дискутируют редко, большей частью  в периоды так называемых кризисов в их науках. В обычное же время они относительно спокойно работают и как бы молчаливо поддерживают неписаное соглашение: пока храм науки не шатается, качество его фундамента не обсуждается. Возможно, в этом заключается одна из причин большой результативности естественных наук и весьма скромных достижений гуманитарных: первые, построив фундамент, давно приступили к сооружению самого здания, а вторые, в основном, занимаются только тем, что постоянно строят и перестраивают фундамент.

В естествознании также случаются перестройки фундамента научного знания, но крайне редко. Это происходит тогда, когда очередная парадигма устаревает, т.е. уже с трудом справляется с объяснением новых фактов, утрачивает прежнюю широту научного видения мира, начинает тормозить дальнейшее поступательное развитие науки. В этом случае происходит научная революция, и старая парадигма меняется новой. Причем появляется несколько альтернативных вариантов новой парадигмы, и прогрессивное научное сообщество выбирает одну из них, как считает Кун, во многом стихийно, случайно, немотивированно, или иррационально, т.е. не на основе логики и жесткого расчета, а, в большей степени, на основе ощущения, наития, интуиции.

Переходы от одной научной парадигмы к другой Кун сравнивал с обращением людей в новую религиозную веру: мир привычных объектов предстает в совершенно ином свете благодаря решительному пересмотру исходных объяснительных принципов. Аналогия с обращением в новую веру понадобилась ему для того, чтобы подчеркнуть, что смену парадигм нельзя объяснить строго рационально, т.е. с помощью одной только логики. Утверждение новой парадигмы осуществляется в условиях мощного противодействия сторонников прежней. Причем новаторских подходов, как уже говорилось, может оказаться несколько. Поэтому выбор принципов, которые составят будущую успешную парадигму, осуществляется учеными не столько на основании логики или под давлением эмпирических фактов, сколько в результате внезапного озарения, просветления, иррациональной веры в то, что окружающий мир устроен именно так, а не иначе.

По Куну развитие науки можно условно сравнить не с ростом симметричного дерева, тянущегося строго вверх, к солнцу, появление каждой ветки которого предсказуемо; а с ростом несимметричного кактуса, прирост которого может начаться с любой точки его поверхности и продолжаться в любую сторону. Причем с какой стороны научного “кактуса” возникнет вдруг “точка роста” новой парадигмы, принципиально непредсказуемо. Какая именно точка из многих возможных “пойдет в рост”, зависит от случайного стечения обстоятельств. Из всего сказанного следует, что наша сегодняшняя научная картина мира могла бы быть совершенно другой. Какой именно, сказать невозможно (современная научная парадигма уже выбрана – примерно сто лет назад), но наверняка – не менее логичной, обоснованной и последовательной, чем нынешняя.

Другую общую модель развития науки предложил британский ученый Имре Лакатос. Она в общих чертах похожа на модель Куна, однако имеет одно принципиальное отличие от нее. По Лакатосу смена парадигм, или, по его словам, научно-исследовательских программ происходит не стихийно, а рационально, т.е. на основе жестких логических критериев. Итак, вместо термина “парадигма” Лакатос употребляет термин “научно-исследовательская программа”. Также, он говорит об определенной структуре такой программы, включающей в себя три элемента.

1. “Жесткое ядро” – это основные, или базисные положения (идеи) научно-исследовательской программы, которые подвергаются сомнению в последнюю очередь. Например, для геоцентрической научно-исследовательской программы (модели, парадигмы) главным положением является идея о том, что неподвижная Земля находится в центре окружающего мира, а все небесные тела вращаются вокруг нее.

2. “Негативная эвристика” (лат.negativus – отрицательный и греч. heurisko – находить) – это своеобразный “защитный пояс” для “жесткого ядра”, представляющий собой предположения и допущения, которые призваны преодолеть противоречия, возникающие между ним и какими-либо вновь обнаруженными фактами. Например, с точки зрения геоцентрического представления все небесные тела должны совершать для земного наблюдателя одни и те же движения с одинаковыми траекториями: ведь Земля неподвижна, а они вращаются вокруг нее. Однако наблюдение показывает, что небесные тела движутся по-разному: одни из них имеют правильные круговые траектории, другие совершают странные петлеобразные движения. Таким образом, между “жестким ядром” геоцентризма и фактами есть противоречие. Понятно, что при этом никто не ставит под сомнение геоцентрическую модель и не предполагает, что Земля находится не в центре всего, а тоже движется вокруг какого-то другого центра. Вместо этого можно предположить, что некачественно проведено наблюдение, присутствуют некие возмущающие факторы, которые искажают ту картину вещей, которую мы должны видеть, а также, в иных случаях,  неточны измерения, ошибочны расчеты и т.п.

3. “Позитивная эвристика” (лат.positivus – положительный и греч. heurisko – находить) – это создание таких положений и идей, которые направлены на изменение и развитие “опровержимых вариантов” научно-исследовательской программы, или, говоря иначе, на – своего рода улучшение, совершенствование, модернизацию ее “жесткого ядра”. Например, создатель геоцентрической модели Птолемей, пытаясь объяснить разницу в траекториях небесных тел, говорил, что одни из них непосредственно движутся вокруг Земли по своим орбитам, а другие совершают двойное движение: они вращаются вокруг неких своих центров, которые сами движутся вокруг Земли; в силу чего, для земного наблюдателя, эти небесные тела совершают не правильные круговые, а петлеобразные движения. Обратим внимание, все это построение направлено на то, чтобы улучшить и упрочить геоцентрическую идею, развить и усовершенствовать ее.

Благодаря “позитивной эвристике” ученые, работающие внутри какой-либо научно-исследовательской программы, могут долгое время игнорировать критику и противоречащие факты. Они вправе ожидать, что “позитивная эвристика” приведет в конечном итоге к объяснению непонятных, или “непокорных” фактов.

Однако рано или поздно позитивная эвристическая сила той или иной научно-исследовательской программы исчерпывает себя, т.к. “жесткое ядро” когда-то устаревает и не поддается больше улучшению и модернизации, подобно тому как реконструкция здания не может продолжаться бесконечно: в некий момент его необходимо сломать и построить новое. Замена “жесткого ядра” означает смену научно-исследовательской программы. Вытеснение одной программы другой представляет собой научную революцию. Причем качество и эффективность конкурирующих программ оценивается учеными вполне рационально. Вот что говорит по этому поводу Лакатос: “программа считается прогрессирующей тогда, когда ее теоретический рост предвосхищает ее эмпирический рост, т.е. когда она с некоторым успехом может предсказывать новые факты … программа регрессирует, если ее теоретический рост отстает от ее эмпирического роста, т.е. когда она дает только запоздалые объяснения либо случайных открытий, либо фактов, предвосхищаемых и открываемых конкурирующей программой” (Лакатос И. История науки и ее рациональные реконструкции // Структура и развитие науки. М.: Прогресс, 1978. С.219-220).

Итак, с точки зрения Куна развитие науки представляет собой последовательную смену научных парадигм, которая происходит, главным образом, иррационально; а согласно Лакатосу – смену научно-исследовательских программ, происходящую рационально. Причем и по Куну, и по Лакатосу эта смена находит свое выражение в научных революциях, которые, таким образом, играют главную роль в развитии науки, представляют собой некие узловые, этапные моменты ее истории. Понятно, что между научными революциями (которые совершаются редко), в периоды господства какой-либо парадигмы, или научно-исследовательской программы происходит спокойное, безкризисное развитие науки – научная эволюция.

Вопросы и задания

1. Какими были представления о развитии науки до 20 в.? Как они изменились в минувшем столетии? Какие общие модели развития науки приобрели наибольшую известность в 20 в.?

2. Как развивается наука с точки зрения Томаса Куна? Что такое научная парадигма? Приведите какие-нибудь примеры научных парадигм?

3. Какую роль играет парадигма в науке? Что такое научная революция? Каким образом, согласно Куну, происходит смена одной научной парадигмы другой?

4. В чем заключается главное отличие общей модели развития науки, предложенной Имре Лакатосом, от модели Куна? Что такое научно-исследовательская программа?

5. Какова, согласно Лакатосу, структура научно-исследовательской программы, и каким образом взаимодействуют между собой ее элементы?

6. В чем состоит сходство общих моделей развития науки, созданных Куном и Лакатосом?

Научные революции

Мы уже знаем, что ведущая роль в развитии науки принадлежит научным революциям, которые, случаясь довольно редко, тем не менее являются главными и наиболее важными моментами в ее истории.

Слово “революция” означает переворот. В применении к науке, следовательно, - радикальное изменение всех ее элементов: фактов, закономерностей, теорий, методов. Некоторое недоумение может вызвать утверждение об изменении фактов. Разве можно их изменить? Конечно же, твердо установленные факты изменить нельзя. Однако, как уже говорилось при рассмотрении взаимодействия эмпирическото и теоретического уровней научного познания, в науке имеют значение не сами факты, а их интерпретация, или объяснение. Факт, не включенный в какую-либо объяснительную схему, науке безразличен. Только вместе с той или иной интерпретацией он получает смысл, становится “хлебом науки”. В то же время объяснения фактов подвержены порой самым радикальным изменениям. Вспомним, наблюдаемый ежедневно факт движения Солнца по небосводу с Востока на Запад поддается нескольким различным интерпретациям. В данном случае переход от одного способа объяснения к другому и есть научная революция.

Объяснительные схемы для фактов создаются теориями. Множество теорий, в совокупности описывающих известную человеку природную реальность, образуют единую научную картину мира, которая является, таким образом, целостной системой представлений о наиболее общих принципах и законах устройства Вселенной. Обратим внимание на то, что в словосочетании “научная картина мира” слово “мир” понимается не в предельно широком и неопределенном смысле как “все существующее”, а вполне определенно и конкретно – как окружающий человека мир, природа, Вселенная, или, говоря иначе, как доступная научному наблюдению, описанию и исследованию действительность.

О глобальном перевороте (революции) в области науки можно говорить лишь в том случае, когда налицо изменение не только отдельных принципов, методов или теорий, но – обязательно всей научной картины мира. Понятно, что поскольку последняя характеризуется прежде всего широтой и обобщенностью, ее радикальное изменение невозможно свести к отдельному, пусть даже крупнейшему научному открытию. Оно, однако, может породить некую цепную реакцию, способную дать целую серию научных открытий, которые и приведут в конечном итоге к смене научной картины мира. В этом процессе наиболее важны открытия в фундаментальных науках, в частности в физике и астрономии. Также, если вспомнить о том, что наука – это прежде всего метод, то нетрудно предположить следующее – смена научной картины мира должна означать и значительную перестройку методов получения нового знания.

Четко и однозначно фиксируемых радикальных смен научных картин мира, или научных революций в истории развития естествознания можно выделить три. Если персонифицировать их по именам ученых, сыгравших в этих событиях наиболее заметную роль, то три глобальные научные революции должны называться: аристотелевской, ньютоновской и эйнштейновской. Эти революции сформировали и соответствующие научные картины мира, о которых более подробно пойдет речь в следующих главах книги.

Три научные революции обусловили три длительных стадии развития науки, каждой из которых соответствует своя картина мира. Это, конечно не означает, что в истории науки важны одни лишь революции. В промежутках между ними также делаются научные открытия и создаются новые теории. Однако несомненно, что именно революционные изменения, затрагивающие основы науки, определяют общие контуры научной картины мира на длительный период.

Между аристотелевской и ньютоновской революциями лежит исторический период почти в 2000 лет; Эйнштейна от Ньютона отделяют немногим более 200 лет. Но не прошло и 100 лет со времени появления нынешней научной картины мира, как у многих ученых возникло ощущение близости новой научной революции. Таким образом, можно утверждать, что историческое развитие науки происходит с ускорением.

Однако научные революции (в отличие от общественно-политических) не пугают людей. Наоборот, среди ученых утвердилась вера в то, что эти революции, во-первых, представляют собой необходимый элемент в развитии науки, а во-вторых, не только исключают, но, напротив, предполагают взаимосвязь между старыми и новыми научными знаниями и представлениями. Известный датский ученый 20 века Нильс Бор сформулировал так называемый принцип соответствия, который гласит: всякая новая научная теория не отвергает начисто предшествующую, а включает ее в себя на правах частного случая, то есть устанавливает для прежней теории ограниченную область применимости. И при этом обе теории (старая и новая) вполне могут мирно существовать. Для иллюстрации этого принципа приведем несколько примеров.

Гелиоцентрическое представление об окружающем мире вроде бы полностью отрицает собой геоцентрическое, навсегда отвергает его. Примем гелиоцентрическую модель за верную и рассмотрим небольшую область Вселенной, маленький ее фрагмент, а именно – Землю и ближайшее окружающее ее пространство, например, до Луны, не дальше. Теперь зададимся вопросом: что будет центром в этой области, или фрагменте окружающего мира? Конечно же, Земля. Причем утверждение о ней как о центре всего для данного избранного нами масштаба является вполне справедливым, и если нам придется вести какие-либо научные наблюдения, измерения или исследования применительно к этому небольшому пространству Вселенной, мы будем исходить из утверждения о центральном положении Земли. Получается, что в указанном масштабе древний геоцентризм является верным и отнюдь не отрицается гелиоцентризмом. Говоря иначе, гелиоцентризм не исключает геоцентризм, а включает его в себя на правах частного случая, момента, фрагмента, детали и т.п., устанавливает для него ограниченную область применения.

Рассмотрим еще один пример. В глубокой древности люди считали Землю плоской. На первый взгляд утверждение о том, что Земля шарообразна, напрочь отрицает, или отвергает представление, по которому она плоская. Возьмем какой-нибудь небольшой участок Земли в масштабах, например, района, в котором вы живете или города и зададимся вопросом: плоской или круглой она является в этом случае? Конечно же, плоской, потому что кривизна или шарообразность ее поверхности в избранных нами пределах ничтожно мала, равна почти нулю. Причем проводить какие-либо измерения, делать вычисления или составлять карту местности в данной ситуации мы будем, исходя из того, что Земля является не круглой, а плоской. Получается, идея о том, что Земля плоская не отрицается положением о ее шарообразности, а, наоборот, включается в него, но в качестве частного случая.

Наконец, самый простой пример, с которым, наверное, все когда-либо сталкивались, заключается в следующем. Когда мы едем на автомобиле по МКАДу, т.е. по кольцу, то почему-то не замечаем никакого кольца, и движемся по ровной и прямой линии, уходящей вдаль и никуда не поворачивающей. Понятно, что это недоразумение объясняется элементарно: каждый конкретный небольшой участок огромной по протяженности кольцевой дороги, представляет собой не кривую, а прямую линию, в силу того, что кривизна в данном случае не принимается в расчет. Таким образом, тезис о том, что путь прямой не исключается утверждением о его кольцеобразности, а включается в него на правах фрагмента.

Итак, каждая новая теория в частности, равно как и научная картина мира в целом не уничтожает предыдущую, а, являясь более широкой, включает ее в себя. Кроме того, не будем забывать о том, что без предыдущего не могло бы быть и последующего, или, говоря иначе, любые новые взгляды, идеи и теории обязаны своим появлением на свет всем старым представлениям, существовавшим задолго и незадолго до них.

Вопросы и задания

Как вы думаете, почему считается, что научные революции играют главную роль в развитии науки, являются центральными, или узловыми моментами ее истории?

Что такое единая научная картина мира? Каким образом связаны научные революции и научные картины мира? Можно ли свести радикальное изменение картины мира к какому-нибудь одному крупнейшему научному открытию? Открытия в каких науках играют наиболее важную роль в процессе изменения научной картины мира?

Какие три научные революции и соответствующие им три научные картины мира можно выделить в истории естествознания? Почему возможно утверждать, что историческое развитие науки происходит с ускорением?

Что представляет собой сформулированный Нильсом Бором принцип соответствия? Приведите какие-нибудь примеры, иллюстрирующие его.

Предыдущая1234567Следующая

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: