Дисциплине Истории и философия науки
 Скачать 1.88 Mb.
|
|
ГЛАВА 3 СТРУКТУРА НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ Эмпирический и теоретический уровни научного исследования Научные знания представляют собой сложную развивающуюся систе- му, в которой по мере эволюции возникают все новые уровни органи- зации. Они оказывают обратное воздействие на ранее сложившиеся уровни знания и трансформируют их. В этом процессе постоянно воз- никают новые приемы и способы теоретического исследования, ме- няется стратегия научного поиска. Чтобы выявить закономерности этого процесса, необходимо предварительно раскрыть структуру на- учных знаний. В своих развитых формах наука предстает как дисциплинарно ор- ганизованное знание, в котором отдельные отрасли — научные дис- циплины (математика; естественнонаучные дисциплины — физика, химия, биология и другие; технические и социальные науки) выступа- ют в качестве относительно автономных подсистем, взаимодействую- щих между собой. Научные дисциплины возникают и развиваются неравномерно. В них формируются различные типы знаний, причем некоторые из наук уже прошли достаточно длительный путь теоретизации и сфор- мировали образцы развитых и математизированных теорий, а другие только вступают на этот путь. Специфика предмета каждой науки может привести и к тому, что определенные типы знаний, доминирующие в одной науке, могут иг- рать подчиненную роль в другой. Они могут также существовать в ней в трансформированном виде. Наконец, следует учитывать, что при возникновении развитых форм теоретического знания более ранние формы не исчезают, хотя и могут резко сузить сферу своего применения. Эмпирический и теоретический уровни научного исследования 157 Система научного знания каждой дисциплины гетерогенна. В ней можно обнаружить различные формы знания: эмпирические факты, законы, принципы, гипотезы, теории различного типа и степени общности и т.д. Все эти формы могут быть отнесены к двум основным уровням ор- ганизации знания: эмпирическому и теоретическому. Соответственно можно выделить два типа познавательных процедур, порождающих эти знания. Разумеется, для того чтобы проанализировать особенности и внут- реннюю структуру каждого из этих уровней научного исследования, необходим предварительный выбор исходного материала для анализа. В качестве такого материала выступают реальные тексты науки, взя- той в ее историческом развитии. Обращаясь в качестве эмпирического материала к текстам развитых в теоретическом отношении наук, методология сталкивается с пробле- мой реконструкции текста, выделения тех или иных единиц знания, связи которых позволяют выявить структуру научной деятельности. В методологических исследованиях до середины нашего столетия преобладал так называемый «стандартный подход», согласно которо- му в качестве исходной единицы методологического анализа выбира- лась теория и ее взаимоотношение с опытом. Но затем выяснилось, что процессы функционирования, развития и трансформации теорий не могут быть адекватно описаны, если отвлечься от их взаимодейст- вия. Выяснилось также, что эмпирическое исследование сложным образом переплетено с развитием теорий и нельзя представить про- верку теории фактами, не учитывая предшествующего влияния теоре- тических знаний на формирование опытных фактов науки. Но тогда проблема взаимодействия теории с опытом предстает как проблема взаимоотношения с эмпирией системы теорий, образующих научную дисциплину. В этой связи в качестве единицы методологического ана- лиза уже не могут быть взяты отдельная теория и ее эмпирический базис. Такой единицей выступает научная дисциплина как сложное взаимодействие знаний эмпирического и теоретического уровней, связанная в своем развитии с интердисциплинарным окружением (другими научными дисциплинами). Но тогда анализ структуры научного исследования целесообраз- но начать с такого выяснения особенностей теоретического и эмпи- рического уровней научной дисциплины, при котором каждый из этих уровней рассматривается в качестве сложной системы, включа- ющей разнообразие типов знания и порождающих их познаватель- ных процедур. 158 Глава 3. Структура научного познания Понятия эмпирического и теоретического (основные признаки) По проблеме теоретического и эмпирического имеется обширная ме- тодологическая литература 1 Достаточно четкая фиксация этих уровней была осуществлена уже в позитивизме 30-х гг., когда анализ языка науки выявил различие в смыслах эмпирических и теоретических терминов. Такое различие ка- сается средств исследования. Но кроме этого можно провести разли- чение двух уровней научного познания, принимая во внимание спе- цифику методов и характер предмета исследования. Рассмотрим более детально эти различия. Начнем с особенностей средств теоретического и эмпирического исследований. Эмпириче- ское исследование базируется на непосредственном практическом взаимодействии исследователя с изучаемым объектом. Оно предпола- гает осуществление наблюдений и экспериментальную деятельность. Поэтому средства эмпирического исследования необходимо включа- ют в себя приборы, приборные установки и другие средства реально- го наблюдения и эксперимента. В теоретическом же исследовании отсутствует непосредственное практическое взаимодействие с объектами. На этом уровне объект может изучаться только опосредованно, в мысленном эксперименте, но не в реальном. Кроме средств, которые связаны с организацией экспериментов и наблюдений, в эмпирическом исследовании применяются и поня- тийные средства. Они функционируют как особый язык, который часто называют эмпирическим языком науки. Он имеет сложную ор- ганизацию, в которой взаимодействуют собственно эмпирические термины и термины теоретического языка. Смыслом эмпирических терминов являются особые абстракции, которые можно было бы назвать эмпирическими объектами. Их сле- дует отличать от объектов реальности. Эмпирические объекты — это абстракции, выделяющие в действительности некоторый набор свойств и отношений вещей. Реальные объекты представлены в эмпи- рическом познании в образе идеальных объектов, обладающих жест- ко фиксированным и ограниченным набором признаков. Реальному же объекту присуще бесконечное число признаков. Любой такой объ- ект неисчерпаем в своих свойствах, связях и отношениях. Возьмем, например, описание опытов Био и Савара, в которых бы- ло обнаружено магнитное действие электрического тока. Это дейст- вие фиксировалось по поведению магнитной стрелки, находящейся ВблИЗИ ПрЯМОЛИНеЙНОГО ПрОВОДа С ТОКОМ. И ПРОВОД С ТОКОМ, И МаГ- Эмпирический и теоретический уровни научного исследования 159 нитная стрелка обладали бесконечным числом признаков. Они имели определенную длину, толщину, вес, конфигурацию, окраску, находи- лись на некотором расстоянии друг от друга, от стен помещения, в ко- тором проводился опыт, от Солнца, от центра Галактики и т.д. Из этого бесконечного набора свойств и отношений в эмпиричес- ком термине «провод с током», как он используется при описании данного опыта, были выделены только такие признаки: 1) быть на оп- ределенном расстоянии от магнитной стрелки; 2) быть прямолиней- ным; 3) проводить электрический ток определенной силы. Все ос- тальные свойства здесь не имеют значения, и от них мы абстрагируемся в эмпирическом описании. Точно так же по ограни- ченному набору признаков конструируется тот идеальный эмпириче- ский объект, который образует смысл термина «магнитная стрелка». Каждый признак эмпирического объекта можно обнаружить в реаль- ном объекте, но не наоборот. Что же касается теоретического познания, то в нем применяются иные исследовательские средства. Здесь отсутствуют средства матери- ального, практического взаимодействия с изучаемым объектом. Но и язык теоретического исследования отличается от языка эмпиричес- ких описаний. В качестве его основы выступают теоретические тер- мины, смыслом которых являются теоретические идеальные объекты. Их также называют идеализированными объектами, абстрактными объектами или теоретическими конструктами. Это особые абстрак- ции, которые являются логическими реконструкциями действитель- ности. Ни одна теория не строится без применения таких объектов. Их примерами могут служить материальная точка, абсолютно чер- ное тело, идеальный товар, который обменивается на другой товар строго в соответствии с законом стоимости (здесь происходит абстра- гирование от колебаний рыночных цен), идеализированная популяция в биологии, по отношению к которой формулируется закон Харди — Вайнберга (бесконечная популяция, где все особи скрещиваются рав- новероятно). Идеализированные теоретические объекты, в отличие от эмпири- ческих объектов, наделены не только теми признаками, которые мы можем обнаружить в реальном взаимодействии объектов опыта, но и признаками, которых нет ни у одного реального объекта. Например, материальную точку определяют как тело, лишенное размеров, но со- средоточивающее в себе всю массу тела. Таких тел в природе нет. Они выступают как результат мысленного конструирования, когда мы аб- страгируемся от несущественных (в том или ином отношении) связей и признаков предмета и строим идеальный объект, который выступа- 160 Етава 3. Структура научного познания ет носителем только сущностных связей. В реальности сущность нельзя отделить от явления, одно проявляется через другое. Задача же теоретического исследования — познание сущности в чистом виде. Введение в теорию абстрактных, идеализированных объектов как раз и позволяет решать эту задачу. Эмпирический и теоретический типы познания различаются не только по средствам, но и по методам исследовательской деятельнос- ти. На эмпирическом уровне в качестве основных методов применя- ются реальный эксперимент и реальное наблюдение. Важную роль также играют методы эмпирического описания, ориентированные на максимально очищенную от субъективных наслоений объективную характеристику изучаемых явлений. Что же касается теоретического исследования, то здесь применя- ются особые методы: идеализация (метод построения идеализирова- ного объекта); мысленный эксперимент с идеализированными объектами, который как бы замещает реальный эксперимент с реаль- ными объектами; особые методы построения теории (восхождение от абстрактного к конкретному, аксиоматический и гипотетико-дедук- тивный методы); методы логического и исторического исследования и др. Все эти особенности средств и методов связаны со спецификой предмета эмпирического и теоретического исследования. На каждом из этих уровней исследователь может иметь дело с одной и той же объ- ективной реальностью, но он изучает ее в разных предметных срезах, в разных аспектах, а поэтому ее видение, ее представление в знаниях будут даваться по-разному. Эмпирическое исследование в основе сво- ей ориентировано на изучение явлений и зависимостей между ними. На этом уровне познания сущностные связи не выделяются еще в чи- стом виде, но они как бы высвечиваются в явлениях, проступают че- рез их конкретную оболочку. На уровне же теоретического познания происходит выделение сущностных связей в чистом виде. Сущность объекта представляет со- бой взаимодействие ряда законов, которым подчиняется данный объ- ект. Задача теории как раз и заключается в том, чтобы, расчленив эту сложную сеть законов на компоненты, затем воссоздать шаг за шагом их взаимодействие и таким образом раскрыть сущность объекта. Изучая явления и связи между ними, эмпирическое познание спо- собно обнаружить действие объективного закона. Но оно фиксирует это действие, как правило, в форме эмпирических зависимостей, ко- торые следует отличать от теоретического закона как особого знания, получаемого в результате теоретического исследования объектов. Эмпирический и теоретический уровни научного исследования 161 Эмпирическая зависимость является результатом индуктивного обобщения опыта и представляет собой вероятностно-истинное зна- ние. Теоретический же закон — это всегда знание достоверное. Полу- чение такого знания требует особых исследовательских процедур. Известен, например, закон Бойля — Мариотта, описывающий корреляцию между давлением и объемом газа: PV— const, где Р — дав- ление газа, V — его объем. Вначале он был открыт Р. Бойлем как индуктивное обобщение опытных данных, когда в эксперименте была обнаружена зависи- мость между объемом сжимаемого под давлением газа и величиной этого давления. Сама история открытия этого закона весьма интересна и поучи- тельна. Как эмпирическая зависимость он был получен во многом слу- чайно, как побочный результат спора между двумя известными физи- ками XVIII столетия — Р. Бойлем и Ф. Линнусом 2 . Спор шел по поводу интерпретации опытов Бойля, обнаруживших явление барометриче- ского давления. Бойль проделал следующий опыт: трубку, запаянную сверху и наполненную ртутью, он погружал в чашку с ртутью. Соглас- но принципу сообщающихся сосудов следовало ожидать, что уровень ртути в трубке и в чашке будет выровнен. Но опыт показал, что лишь некоторая часть ртути выливается в чашку, а остальная часть в виде столбика стоит над поверхностью ртути в чашке. Бойль интерпретиро- вал этот опыт следующим образом: давление воздуха на поверхность ртути в чашке удерживает столбик ртути над этой поверхностью. Вы- сота столбика является показателем величины атмосферного давле- ния. Тем самым был предложен принцип барометра — прибора, изме- ряющего давление. Однако Ф. Линнус выдвинул следующие возражения: воздух состо- ит из легких частиц, он подобен тонкой и податливой жидкости, кото- рая не может устоять под давлением тяжелых частиц ртути. Поэтому воздух не может удерживать столб ртути. Удерживает его притяжение ртути к верхнему концу барометрической трубки. Линнус писал, что, затыкая сверху барометрическую трубку пальцем, он чувствовал нити притяжения, когда опускал ее в чашку. Сам по себе этот исторический факт весьма показателен. Он свидетельствует о том, что один и тот же результат опыта может получить различные интерпретации и исполь- зоваться для подтверждения различных концепций. Чтобы доказать Линнусу, что воздух способен удерживать столб Ртути, Бойль поставил новый опыт. Он взял изогнутую в виде сифона стеклянную трубку с запаянным коротким коленом и стал постепен- но наполнять ее ртутью. По мере увеличения столбика ртути воздух в 1 1-959 162 Глава 3. Структура научного познания Структура эмпирического исследования 163 колене сжимался, но не вытеснялся полностью. Бойль составил таб- лицу отношения объемов воздуха и величины столбика ртути и послал ее Линнусу как доказательство правильности своей интерпретации. Казалось бы, история с объяснением барометрического давления закончена. Но она получила неожиданное продолжение. У Бойля был ученик, молодой человек по имени Тоунлей, которого Бойль обучал основам физики и математики. Именно Тоунлей, изучая таблицу опытов Бойля, подметил, что объемы сжимаемого воздуха пропорци- ональны высоте давящего на воздух столбика ртути. После этого Бойль увидел свои опыты в новом ракурсе. Столбик ртути — это своеобразный поршень, сжимающий воздух, и вес столбика соответ- ствуют давлению. Поэтому пропорция в табличных данных означает зависимость между величиной давления и объема газа. Так было полу- чено соотношение PV- const, которое Бойль подтвердил множеством опытов с давлениями, большими и меньшими атмосферного. Но имела ли эта зависимость статус достоверного закона? Очевид- но, нет, хотя и выражалась математической формулой. Это была зави- симость, полученная путем индуктивного обобщения результатов опы- та и поэтому имевшая статус вероятностно-истинного высказывания, а не достоверного знания, каковым является теоретический закон. Если бы Бойль перешел к опытам с большими давлениями, то он обнаружил бы, что эта зависимость нарушается. Физики говорят, что закон PV= const применим только в случае очень разреженных газов, когда система приближается к модели идеального газа и межмолеку- лярными взаимодействиями можно пренебречь. А при больших дав- лениях существенными становятся взаимодействия между молекула- ми (ван-дер-ваальсовы силы), и тогда закон Бойля нарушается. Зависимость, открытая Бойлем, была вероятностно-истинным зна- нием, обобщением такого же типа, как утверждение «все лебеди бе- лые», которое было справедливым, пока не обнаружили черных лебе- дей. Теоретический же закон РУ = const был получен позднее, когда была построена модель идеального газа. Вывел этот закон физик Д. Бернулли (академик Санкт-Петербург- ской Императорской академии) в 1730 г. Он исходил из атомистичес- ких представлений о газе и представил частицы газа в качестве мате- риальных точек, соударяющихся наподобие упругих шаров. К идеальному газу, находящемуся в идеальном сосуде под давлени- ем, Бернулли применил законы ньютоновской механики и путем рас- четов получил формулу PV= const. Это была та же самая формула, ко- торую уже ранее получил Р. Бойль. Но смысл ее был уже иной. У Бойля формула PV= const соотносилась со схемой реальных экспе- риментов и таблицами их результатов. У Бернулли она была связана с теоретической моделью идеального газа. В этой модели были выраже- ны сущностные характеристики поведения любых газов при относи- тельно небольших давлениях. И закон, непосредственно описываю- щий эти сущностные связи, выступал уже как достоверное, истинное знание. Итак, выделив эмпирическое и теоретическое познание как два особых типа исследовательской деятельности, можно сказать, что предмет их разный, т.е. теория и эмпирическое исследование имеют дело с разными срезами одной и той же действительности. Эмпири- ческое исследование изучает явления и их корреляции; в этих корре- ляциях, в отношениях между явлениями оно может уловить дейст- вие закона. Но в чистом виде он выявляется только в результате теоретического исследования. Следует подчеркнуть, что увеличение количества опытов само по себе не делает эмпирическую зависимость достоверным фактом, по- тому что индукция всегда имеет дело с незаконченным, неполным опытом. Сколько бы мы ни проделывали опытов и ни обобщали их, простое индуктивное обобщение опытных результатов не ведет к тео- ретическому знанию. Теория не строится путем индуктивного обобщения опыта. Это обстоятельство во всей его глубине было осо- знано в науке сравнительно поздно, когда она достигла достаточно высоких ступеней теоретизации. Итак, эмпирический и теоретический уровни познания отличают- ся по предмету, средствам и методам исследования. Однако выделе- ние и самостоятельное рассмотрение каждого из них представляют собой абстракцию. В реальности эти два слоя познания всегда взаи- модействуют. Структура эмпирического исследования Выделив эмпирический и теоретический уровни, мы получили лишь первичное и достаточно грубое представление об анатомии научного познания. Формирование же более детализированных представлений о структуре научной деятельности предполагает анализ строения каж- дого из уровней познания и выяснение их взаимосвязей. Как эмпирический, так и теоретический уровни имеют достаточно сложную системную организацию. В них можно выявить особые слои знания и, соответственно, порождающие эти знания познавательные Процедуры. 164 Глава 3. Структура научного познания Рассмотрим вначале внутреннюю структуру эмпирического уров- ня. Его образуют по меньшей мере два подуровня: а) непосредствен- ные наблюдения и эксперименты, результатом которых являются данные наблюдения; б) познавательные процедуры, посредством ко- торых осуществляется переход от данных наблюдения к эмпиричес- ким зависимостям и фактам. |