Дисциплине Истории и философия науки
 Скачать 1.88 Mb.
|
|
ГЛАВА 5 ДИНАМИКА НАУЧНОГО ИССЛВДОВАНИЯ Подход к научному исследованию как к исторически развивающемуся процессу означает, что сама структура научного знания и процедуры его формирования должны рассматриваться как исторически изменяющи- еся. Но тогда необходимо проследить, опираясь на уже введенные представления о структуре науки, как в ходе ее эволюции возникают все новые связи и отношения между ее компонентами, связи, которые меняют стратегию научного поиска. Представляется целесообразным выделить следующие основные ситуации, характеризующие процесс развития научных знаний: взаимодействие картины мира и опытных фактов, формирование первичных теоретических схем и законов, ста- новление развитой теории (в классическом и современном вариантах). Взаимодействие научной картины мира и опыта Первая ситуация может реализовываться в двух вариантах. Во-пер- вых, на этапе становления новой области научного знания (научной дисциплины) и, во-вторых, в теоретически развитых дисциплинах при эмпирическом обнаружении и исследовании принципиально но- вых явлений, которые не вписываются в уже имеющиеся теории. Рассмотрим вначале, как взаимодействуют картина мира и эмпи- рические факты на этапе зарождения научной дисциплины, которая вначале проходит стадию накопления эмпирического материала об исследуемых объектах. В этих условиях эмпирическое исследование Целенаправлено сложившимися идеалами науки и формирующейся специальной научной картиной мира (картиной исследуемой реаль- ности). Последняя образует тот специфический слой теоретических представлений, который обеспечивает постановку задач эмпиричес- 230 Глава 5. Динамика научного исследования кого исследования, видение ситуаций наблюдения и эксперимента и интерпретацию их результатов. Специальные картины мира как особые формы теоретических зна- ний являются продуктом длительного исторического развития науки Они возникли в качестве относительно самостоятельных фрагментов общенаучной картины мира на этапе формирования дисциплинарно организованной науки (конец XVIII — первая половина XIX в.). Но на ранних стадиях развития, в эпоху становления естествознания, такой организации науки еще не было. Это обстоятельство не всегда адекват- но осмысливается в методологических исследованиях. В 80-х гг., когда интенсивно обсуждался вопрос о статусе специальных картин мира, были высказаны три точки зрения: специальных картин мира вообще не существует и их не следует выделять в качестве особых форм теоре- тического знания; специальные картины мира являются ярко выра- женными автономными образованиями; их автономия крайне относи- тельна, поскольку они выступают фрагментами общенаучной картины мира. Однако в истории науки могут найти подтверждения все три точ- ки зрения, только они относятся к разным ее стадиям: додисциплинар- ной науке XVII в., дисциплинарно организованной науке XIX — пер- вой половины XX в., современной науке с ее усиливающимися междисциплинарными связями. Эти стадии следует различать. Первой из наук, которая сформировала целостную картину мира, опирающуюся на результаты экспериментальных исследований, была физика. В своих зародышевых формах возникающая физическая кар- тина мира содержала (особенно в предгалилеевский период) множе- ство натурфилософских наслоений. Но даже в этой форме она целе- направляла процесс эмпирического исследования и накопление новых фактов. В качестве характерного примера такого взаимодействия картины мира и опыта в эпоху становления естествознания можно указать на эксперименты В. Гильберта, в которых исследовались особенности электричества и магнетизма. В. Гильберт был одним из первых ученых, который противопоставил мировоззренческим установкам средневековой науки новый идеал — экспериментальное изучение природы. Однако картина мира, которая целенаправляла эксперименты В. Гильберта, включала ряд представле- ний, заимствованных из господствовавшей в Средневековье аристоте- левской натурфилософии. Хотя В. Гильберт и критиковал концепцию перипатетиков о четырех элементах (земли, воды, воздуха и огня) как основе всех других тел, он использовал представления о металлах как сгущениях Земли и об электризуемых телах как о сгущениях воды. На основе этих представлений Гильберт выдвинул ряд гипотез относитель- но электрических и магнитных явлений. Эти гипотезы не выходили за рамки натурфилософских построений, но они послужили импульсом к постановке экспериментов, обнаруживших реальные факты. Напри- мер, представления об «электрических телах» как воплощении «стихии воды» породили гипотезу о том, что все электрические явления — ре- зультат истечения «флюидов» из наэлектризованных тел. Отсюда Гиль- берт предположил, что электрические истечения должны задерживать- ся преградами из бумаги и ткани и что огонь должен уничтожать электрические действия, поскольку он испаряет истечение 1 . Так воз- никла идея серии экспериментов, обнаруживших факты экранирования электрического поля некоторыми видами материальных тел и факты воздействия пламени на наэлектризованные тела (если использовать со- временную терминологию, то здесь было, по существу, обнаружено, что пламя обладает свойствами проводника). Аналогичным образом представления о магните как о сгущении Земли генерировали знаменитые эксперименты В. Гильберта с шаро- вым магнитом, посредством которых было доказано, что Земля явля- ется шаровым магнитом, и выяснены свойства земного магнетизма. Эксперимент с шаровым магнитом выглядит весьма изящным даже по меркам современных физических опытов. В его основе лежала ана- логия между шаровым магнитом (террелой) и Землей. Гильберт иссле- довал поведение миниатюрной магнитной стрелки, помещаемой в разных точках террелы, и затем полученные данные сравнил с извест- ными из практики мореплавания фактами ориентации магнитной стрелки относительно Земли. Из сравнения этих данных Гильберт за- ключил, что Земля есть шаровой магнит. Исходная аналогия между террелой и Землей была подсказана принятой Гильбертом картиной мира, в которой магнит как разновид- ность металлов рассматривался в качестве воплощения «природы земли». Гильберт даже в названии шарового магнита (террела — зем- ля) подчеркивает общность материи Земли и магнита и естествен- ность аналогии между земным шаром и шаровым магнитом. Целенаправляя наблюдения и эксперименты, картина мира всегда испытывает их обратное воздействие. Можно констатировать, что новые факты, полученные В. Гильбертом в процессе эмпирического исследова- ния процессов электричества и магнетизма, генерировали ряд достаточ- но существенных изменений в первоначально принятой В. Гильбертом картине мира. По аналогии с представлениями о Земле как «большом магните», В. Гильберт включает в картину мира представления о плане- тах как о магнитных телах. Он высказывает смелую гипотезу о том, что 232 Глава 5. Динамика научного исследования планеты удерживают на их орбитах силы магнитного притяжения. Такая трактовка, навеянная экспериментами с магнитами, радикально меняла представление о природе сил. В это время силу рассматривали как ре- зультат соприкосновения тел (сила давления одного груза на другой, си- ла удара) 2 . Новая трактовка силы была преддверием будущих представ- лений механической картины мира, в которой передача сил на расстоянии рассматривалась как источник изменений в состоянии дви- жения тел. Полученные из наблюдения факты могут не только видоизменять сло- жившуюся картину мира, но и привести к противоречиям в ней и потре- бовать ее перестройки. Лишь пройдя длительный этап развития, картина мира очищается от натурфилософских наслоений и превращается в спе- циальную картину мира, конструкты которой (в отличие от натурфило- софских схем) вводятся по признакам, имеющим опытное обоснование. В истории науки первой осуществила такую эволюцию физика. В кон- це XVI — первой половине XVII в. она перестроила натурфилософскую схему мира, господствовавшую в физике Средневековья, и создала науч- ную картину физической реальности — механическую картину мира. В ее становлении решающую роль сыграли новые мировоззренческие идеи и новые идеалы познавательной деятельности, сложившиеся в культуре эпохи Возрождения и начала Нового времени. Осмысленные в филосо- фии, они предстали в форме принципов, которые обеспечили новое ви- дение накопленных предшествующим познанием и практикой фактов об исследуемых в физике процессах и позволили создать новую систему представлений об этих процессах. Важнейшую роль в построении меха- нической картины мира сыграли принцип материального единства мира, исключающий схоластическое разделение на земной и небесный мир, принцип причинности и закономерности природных процессов, прин- цип 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. После возникновения механической картины мира процесс форми- рования специальных картин мира протекает уже в новых условиях. Спе- циальные картины мира, возникавшие в других областях естествозна- ния, испытывали воздействие физической картины мира как лидера естествознания и, в свою очередь, оказывали на физику активное обрат- ное воздействие. В самой же физике построение каждой новой картины мира происходило не путем выдвижения натурфилософских схем с их последующей адаптацией к опыту, а путем преобразования уже сложив- шихся физических картин мира, конструкты которых активно использо- Взаимодействие научной картины мира и опыта 233 вались в последующем теоретическом синтезе (примером может служить перенос представлений об абсолютном пространстве и времени из меха- нической в электродинамическую картину мира конца XIX столетия). Ситуация взаимодействия картины мира и эмпирического матери- ала, характерная для ранних стадий формирования научной дисцип- лины, воспроизводится и на более поздних этапах научного познания. Даже тогда, когда наука сформировала слой конкретных теорий, экс- перимент и наблюдение способны обнаружить объекты, не объясняе- мые в рамках существующих теоретических представлений. Тогда но- вые объекты изучаются эмпирическими средствами, и картина мира начинает регулировать процесс такого исследования, испытывая об- ратное воздействие его результатов. Описанные выше примеры с ис- следованием катодных лучей могут служить достаточно хорошей ил- люстрацией взаимодействия картины мира и опыта применительно к процессу физического исследования. Аналогичные ситуации можно обнаружить и в других науках. Так, в современной астрономии, несмотря на довольно развитый слой теоре- тических моделей и законов, значительное место принадлежит исследо- ваниям, в которых картина мира непосредственно регулирует процесс наблюдения и формирования эмпирических фактов. Астрономическое наблюдение весьма часто обнаруживает новый тип объектов или новые стороны взаимодействий, которые не могут быть сразу объяснены в рамках имеющихся теорий. Тогда картина реальности активно целена- правляет все последующие систематические наблюдения, в которых по- степенно раскрываются особенности нового объекта. Характерным примером в этом отношении может служить откры- тие и изучение квазаров. После обнаружения первого квазара — ра- диоисточника ЗС 48 — сразу же возник вопрос о том, к какому типу ко- смических объектов он относится. В картине исследуемой реальности, сложившейся ко времени открытия квазаров, наиболее «подходящи- ми» типами объектов для этой цели могли быть звезды либо очень уда- ленные галактики. Обе гипотезы целенаправленно проверялись в на- блюдениях. Именно в процессе такой проверки были обнаружены первые свойства квазаров. Дальнейшее исследование этих объектов эмпирическими средствами также проходило при активной корректи- ровке со стороны картины реальности. В частности, можно установить ее целенаправляющую роль в одном из ключевых моментов этого ис- следования, а именно в открытии большого красного смещения в спе- ктрах квазаров. В истоках этого открытия лежала догадка М. Шмидта, который отождествил эмиссионные линии в спектре квазаров с обыч- ной бальмеровской серией водорода, допустив большое красное сме- 234 Глава 5. Динамика научного исследования щение (равное 0,158). Внешне эта догадка выглядит сугубо случайной поскольку к этому времени считалось повсеместно, что квазары явля- ются звездами нашей Галактики, а звезды Галактики не должны иметь такое смещение. Поэтому, чтобы возникла сама идея указанного отож- дествления линий, нужно было уже заранее выдвинуть экстравагант- ную гипотезу. Однако эта гипотеза перестает быть столь экстравагант- ной, если принять во внимание, что общие представления о структуре и эволюции Вселенной, сложившиеся к этому периоду в астрономии, включали представления о происходящих в галактиках грандиозных взрывах, которые сопровождаются выбросами вещества с большими скоростями, и о расширении нашей Вселенной. Любое из этих пред- ставлений могло генерировать исходную гипотезу о возможности большого красного смещения в спектре квазаров. С этих позиций за случайными элементами в рассматриваемом от- крытии уже прослеживается его внутренняя логика. Здесь выявляется важная сторона регулятивной функции, которую выполняла картина мира по отношению к процессу наблюдения. Эта картина помогала не только сформулировать первичные гипотезы, которые целенаправляли наблюдения, но и найти правильную интерпретацию соответствующих данных, обеспечивая переход от данных наблюдения к фактам науки. Таким образом, первичная ситуация, характеризующая взаимо- действие картины мира с наблюдениями и экспериментами, не отвер- гается с возникновением в науке конкретных теорий, а сохраняет свои основные характеристики как особый случай развития знания в условиях, когда исследование эмпирически обнаруживает новые объ- екты, для которых еще не создано адекватной теории. Большинство наук значительно позже физики вступили в стадию теоретизации, связанную с формированием конкретных теоретических моделей и законов, объясняющих факты. Поэтому при анализе истори- ческой динамики знания в этих науках методолог чаще всего сталки- вался с доминированием ситуаций эмпирического поиска, в которых картина реальности берет на себя функции теоретического программи- рования опыта и развивается под его воздействием. При этом в науке одновременно могут соперничать альтернативные картины реальнос- ти, каждая из которых выполняет роль исследовательской программы, предлагая свою постановку исследовательских задач и интерпретацию эмпирического материала. В этой конкуренции обычно побеждает та исследовательская программа, которая лучше ассимилирует накапли- ваемый материал, обеспечивает переход к построению первых теорети- ческих моделей и которая соответствует мировоззренческим установ- кам, сложившимся в культуре определенного исторического периода. Взаимодействие научной картины мира и опыта 235 Такой путь эмпирического познания широко распространен в науке. Он может быть прослежен не только в физике, но и в биологии. Типич- ным примером здесь является соперничество альтернативных картин биологического мира, выдвинутых Ж. Кювье и Ж.Б. Ламарком. Каждая из них взаимодействовала с опытом и ставила свои задачи эмпирическо- му поиску. Представления Кювье о неизменных видах и геологических катастрофах стимулировали целенаправленное накопление фактов, свидетельствовавших о существовании в прошлом видов, радикально отличающихся от современных и уже исчезнувших. Картина биологиче- ской реальности, предложенная Ламарком, ассимилировала этот эмпи- рический материал, но давала ему иную интерпретацию: разнообразие видов истолковывалось как результат возникновения одних видов из других в результате приспособления организмов к меняющимся услови- ям обитания и наследования приобретенных признаков. В этой картине вводилось представление о постепенном совершенствовании органиче- ского мира и появлении все более высокоорганизованных видов. Новая картина биологического мира меняла ориентиры эмпиричес- кого поиска. Основные задачи теперь состояли в обнаружении фактов, свидетельствующих о постепенном накоплении изменений и непре- рывной линии эволюции (задачи, противоположные тем, которые ста- вились картиной органического мира, отстаиваемой Кювье и его сто- ронниками). Показательно, что по мере расширения эмпирической базы ламаркистская картина биологической реальности уточнялась и конкретизировалась. В ней появилось представление о ступенчатой вос- ходящей лестнице существ как результате эволюционных изменений и, соответственно, о градациях крупных таксономических групп живот- ных и растений. Подчеркнем, что и в последующем развитии биологии классификации и типологии биологических объектов, обобщающие на- копленный эмпирический материал, чаще всего осуществлялись под непосредственным влиянием картины биологического мира, которая функционировала в качестве исследовательской программы, целена- правляющей научный поиск. Роль картины исследуемой реальности в интерпретации фактов и постановке задач эмпирического исследования может быть обнаружена и в других естественнонаучных дисциплинах. Например, то, что в химии называют флогистонной теорией, не может быть рассмотрено как тео- рия в полном смысле слова, поскольку она не содержала конкретных за- конов и теоретических схем, объясняющих факты, а вводила лишь принципы такого объяснения. Посредством таких принципов фиксиро- валась весьма общая система представлений о химических объектах и их связях. Эта система представлений и образовывала картину химической 236 Глава 5. Динамика научного исследования реальности. Основы указанной картины были заложены в XVII в. рабо- тами Бехера и Г. Шталя. В этой картине все химические соединения рас- сматривались как состоящие из троякого рода «земель» — особых начал (элементов), которые соединяются с водой и особой материальной суб- станцией — флогистоном. «Земли», «вода», «флогистон» выступали как первичные сущности, а все остальные вещества (соединения, «смешан- ные тела») полагались построенными из этих сущностей. Процессы окисления и горения связывались с действием флогис- тона, а кроме того, он считался «летучей субстанцией», которая могла сообщать свою летучесть частицам вещества при соединении с ними. Поскольку в этот период ньютоновское учение о всемирном тяготе- нии только возникало, многие последователи Шталя верили, что фло- гистон не притягивается к центру Земли, но стремится вверх. Эта картина реальности, принятая исследователями, объясняла хи- мические реакции как процесс перехода флогистона от вещества, бога- того им, к веществу, в котором флогистона содержится меньше. Она позволяла рассматривать сами химические реакции в качестве взаимо- действия как минимум двух веществ, объединить процессы горения с явлением обжига и т.д., иначе говоря, позволяла накапливать эмпириче- ские факты и интерпретировать их. Более того, на основе этой картины были получены некоторые оправдавшиеся в практике советы по улуч- шению процессов выплавки металлов 3 . Но по мере развития знания от- крывались и такие факты, которые не укладывались в рассматриваемую картину химических процессов. Так, установление Реем увеличения ве- са металлов при превращении их в окалину вступало в противоречие с флогистонной концепцией, согласно которой считалось, что в процессе горения теряется некоторая часть горючих тел. Тем не менее один из ос- новоположников «флогистонной теории» — Г. Шталь — не придал это- му факту никакого значения, а его последователи, с целью сохранения существующей картины химической реальности, прибегали к представ- лениям об отрицательном весе флогистона (Гитон де Морво). Устойчивость картины реальности по отношению к аномалиям (фактам, не укладывающимся в ее представления) — характерная осо- бенность ее функционирования в качестве исследовательской про- граммы. И. Лакатос отмечал, что ядро программы (в данном случае фундаментальные принципы и представления картины исследуемой реальности) сохраняется за счет пояса защитных гипотез, которые выдвигаются по мере появления аномальных фактов. Гипотеза «отрицательного веса флогистона» является типичным примером попытки защитить ядро исследовательской программы. Вместе с тем накопление аномалий и увеличение числа ad hoc гипотез Взаимодействие научной картины мира и опыта 237 в «защитном поясе» картины реальности стимулируют критическое отношение к ней и выдвижение новой картины. В истории химии рассматриваемого исторического периода новая картина исследуемой реальности была предложена А. Лавуазье. Она не- которое время конкурировала с прежними, основанными на флогис- тонной концепции, представлениями о химических процессах, а затем вытеснила устаревшую картину. Новая картина реальности, развитая Лавуазье, элиминировала представления о флогистоне и ввела новое представление о химических элементах — как простых веществах, яв- ляющихся пределом разложимости вещества в химическом анализе, из которых благодаря действию «химических сил» образуются сложные вещества. Эта картина позволила дать иную интерпретацию имеющих- ся фактов, а перед исследователями, принявшими ее; возникали новые задачи: изучение свойств химических элементов, экспериментального доказательства закона сохранения вещества и анализа природы «хими- ческих сил» и т.д. Функционирование картины реальности в качестве исследователь- ской программы, целенаправляющей эмпирический поиск, можно проследить и на материале социальных наук. Здесь также можно обна- ружить конкуренцию различных представлений о реальности, каждое из которых ставило свои задачи эмпирическому исследованию. Так, в исторической науке и социологии XX столетия картины со- циальной реальности, предложенные, например, А. Тойнби, П. Соро- киным, картина общества, отстаиваемая сторонниками классическо- го марксизма, выдвигали различные типы задач при исследовании конкретных исторических ситуаций. Тойнби основное внимание уделял фактам, которые могли бы сви- детельствовать об особенностях каждой из выделенных им цивилиза- ций и об их циклическом развитии. Он стремился проследить иерар- хию социальных ценностей и концепцию смысла жизни, которые лежат в основании каждого из видов цивилизации и которые опреде- ляют ее ответы на исторические вызовы. Соответственно этим зада- чам происходил отбор фактов и их интерпретация. Картина социально-исторической реальности, предложенная П. Сорокиным, также акцентировала внимание историка на иссле- довании фундаментальных ценностей, которые определяют тип культуры и соответствующий ей тип социальных связей. Здесь ос- новная задача состояла в выявлении фактов, обосновывающих ти- пологию культур, соответствующую, согласно Сорокину, трем ос- новным типам мировосприятия (чувственному, рациональному и интуитивному). 238 Ппава 5. Динамика научного исследования Историки и социологи, разделявшие эту систему представлений, со- средоточивали усилия на анализе того, как проявляются фундаменталь- ные ценности в различных состояниях религиозной жизни, в философ- ской и этической мысли, в политике и экономических отношениях. Что же касается историков-марксистов, то для них главное в иссле- довании исторического процесса состояло в анализе изменений спосо- ба производства, классовой структуры общества, выяснении зависимо- сти духовной жизни от господствующих производственных отношений. Картина социальной реальности, заданная основными принципа- ми исторического материализма, требовала рассматривать все истори- ческие события под углом зрения смены общественно-экономических формаций. Соответственно всем этим парадигмальным установкам ставились задачи поиска и истолкования исторических фактов. Характерно, что, когда обнаруживались факты, которые не согла- совывались с исходной картиной социальной реальности, они либо оставались без объяснения, либо объяснялись посредством ad hoc ги- потез. Причем сопротивление картины реальности напору «аномаль- ных» фактов было тем больше, чем активнее эта картина служила идеологическим целям. Известно, например, что историки-марксис- ты испытывали немалые трудности при анализе традиционных циви- лизаций Востока, применяя к ним представления о пяти обществен- но-экономических формациях. В частности, не обнаруживалось убедительных фактов, свидетельствовавших о существовании в исто- рии этих обществ рабовладельческого способа производства. Модель рабовладельческой формации в лучшем случае была применима к не- большому числу древних цивилизаций средиземноморского региона. Сложности возникали и при исследовании традиционных восточных обществ с позиций классических марксистских представлений о фео- дальном способе производства. Все эти факты требовали корректировки разработанной К. Марксом и Ф. Энгельсом картины социальной реальности. Показательно, что в свое время К. Маркс, обнаружив трудности согласования эмпирическо- го материала, относящегося к истории традиционных цивилизаций, с предложенной в его картине социальной реальности типологией об- ществ, предпринял попытку несколько модернизировать эту картину. Он выдвинул гипотезу об азиатском способе производства как основании восточных цивилизаций. Впоследствии историки-марксисты много- кратно возвращались к этой идее. Было проведено несколько дискуссий по проблеме азиатского способа производства. Однако по мере усиления в СССР идеологического контроля над общественными науками и дог- матизации марксизма все больше доминировали попытки подогнать Формирование частных теоретических схем и законов 239 факты под представления о пяти общественно-экономических форма- циях, выдвигая различные, часто искусственные, допущения. Вообще-то попытки сохранить ядро исследовательской програм- мы путем введения защитных гипотез являются характерным призна- ком ее функционирования 4 . Тем более когда такое ядро представлено фундаментальными принципами науки, констатирующими приня- тую в ней онтологию — картину исследуемой реальности. Пересмотр принципов картины реальности под влиянием новых фактов всегда предполагает обращение к философско-мировоззрен- ческим идеям. Это в равной мере относится и к естествознанию, и к социальным наукам. Вместе с тем в социально-научном исследовании идеологические и политические аспекты мировоззрения играют особую роль. Их вли- яние может стимулировать выработку новых представлений об иссле- дуемой предметной области, но может и усилить сопротивление но- вым фактам, даже в тех ситуациях, когда принятая картина социальной реальности все меньше обеспечивает положительную эв- ристику эмпирического поиска. Таким образом, анализ различных научных дисциплин позволяет сделать вывод об универсальности познавательных ситуаций, связан- ных с функционированием специальных научных картин мира (кар- тин исследуемой реальности) в качестве исследовательских про- грамм, непосредственно регулирующих эмпирический поиск, и об их развитии под влиянием эмпирических фактов. Такое развитие в клас- сической науке выступает одним из условий построения теоретичес- ких схем, составляющих ядро конкретных научных теорий. Формирование частных теоретических схем и законов Обратимся теперь к анализу второй ситуации развития теоретических знаний, которая связана с формированием частных теоретических схем и частных теоретических законов. На этом этапе объяснение и предсказание эмпирических фактов осуществляются уже не непо- средственно на основе картины мира, а через применение создавае- мых теоретических схем и связанных с ними выражений теоретичес- ких законов, которые служат опосредующим звеном между картиной мира и опытом. В развитой науке теоретические схемы вначале создаются как ги- потетические модели, а затем обосновываются опытом. Их построе- ние осуществляется за счет использования абстрактных объектов, ра- |