Лекция по философии. Научное знание как система. Научное знание как система. Структура теоретического и эмпирического знания Научное знание в философии науки принято рассматривать как систему, которая имеет несколько уровней

Название	Научное знание как система. Структура теоретического и эмпирического знания Научное знание в философии науки принято рассматривать как систему, которая имеет несколько уровней
Анкор	Лекция по философии
Дата	22.12.2022
Размер	37.39 Kb.
Формат файла
Имя файла	Научное знание как система.docx
Тип	Документы #859149

Научное знание как система. Структура теоретического и эмпирического знания

Научное знание в философии науки принято рассматривать как систему, которая имеет несколько уровней.

Первый и самый высший – метатеоретический уровень. Он включает в себя два подуровня:

1) философские основания науки – максимально абстрактное знание, имеющее промежуточный статус между философией и наукой и обеспечивающее их связь;

2) общенаучный – частнонаучные и общенаучные картины мира, методологические, гносеологические, логические, аксиологические основания и принципы научных теорий.

Второй уровень научного знания – теоретический. Теоретический уровень научного познания или теоретическое научное знание – это сумма высказываний на формализованном языке конкретной науки, посвященных идеальным объектам, изучаемым данной наукой. Примерами идеальных объектов являются идеальный газ, материальная точка, абсолютно черное тело и т.д. Среди специалистов-естественников и философов до сих пор не утихает спор о природе идеальных объектов. Одни считают, что они – порождения человеческого сознания и в объективной реальности не существуют, хотя и отражают некоторые черты реальных, материальных предметов, другие убеждены, что идеальные объекты – сами являются объективной реальностью стоящей на лестнице бытия много выше, чем материальные предметы, так как идеальные объекты неизменны, совершенны, а материальные предметы изменчивы, текучи, их бытие не лишено элемента случайности. Но даже те, кто отрицает онтологическую самостоятельность идеальных объектов науки вынужден признать их определенную объективность в рамках нашей рефлексии над ними: независимо от наших желаний идеальный газ имеет определенные свойства. Собственно, именно поэтому они и могут быть предметом изучения науки, так как наука изучает лишь закономерное, повторяющееся, стационарное, то есть объективное.

Но теоретический уровень разделяется на подуровни. Первый, наиболее общий подуровень – аксиомы и общие теоретические законы, описывающие исходные идеальные объекты (например, в механике Ньютона это три главные ее закона – об инерции, взаимосвязи массы, силы и ускорения и равенства действия и противодействия, а также вообще законы движения материальной точки как исходного идеального объекта, ведь классическая механика – это наука о движении материальной точки без трения в евклидовом пространстве). Второй подуровень – частные теоретические законы, описывающие структуру, свойства и поведение идеальных объектов, сконструированных из исходных идеальных объектов (в классической механике это – законы движения идеального маятника). Они не выводятся непосредственно из более общих законов, а получаются путем рефлексии над результатами мысленных экспериментов, произведенных с общими идеальными объектами. Третий подуровень – частные единичные теоретические высказывания, которые логически дедуктивно выводятся из частных и общих теоретических законов путем подстановки на место переменных в этих законах конкретных величин (например, такое высказывание: «если к материальной точке К приложить силу F то через время Т она будет на расстоянии L от точки приложения этой силы»).

Третий, низший подуровень теоретического знания – место «соприкосновения» теории и практики, теоретического знания и знания эмпирического, касающегося конкретных материальных объектов и выраженного в «протокольных предложениях», которые описывают лишь события, зафиксированные в эксперименте, и в идеале не имеют теоретических терминов (хотя, как выяснилось этот идеал недостижим). Причем, неправильно думать, как полагали философы науки–позитивисты, что эмпирический и теоретический уровень связаны принципом индукции (восхождения от частного к общему), то есть что теория возникает в результате осмысления данных экспериментов. Как мы уже говорили, эмпирическое и теоретическое знание имеют разные предметы, первое – материальные объекты, второе – объекты идеальные, значит, непосредственно выводиться одно из другого не может. Теоретическое знание надстраивается над эмпирическим для объяснения, истолкования и предсказания. Иначе говоря, теория интерпретирует опыт и каждая такая интерпретация гипотетична, таким образом, ни одна даже самая строгая эмпирическая наука не дает точного знания, подобного знанию логическому или математическому. Реальный процесс познания состоит из процедур дедуцирования единичных теоретических утверждений из частных и общих теоретических законов и отождествления их с протокольными предложениями эмпирического знания относительно определенных материальных объектов. Это отождествление предполагает отождествление идеальных и материальных объектов и производится с помощью «интерпретационных предложений», «протоколов редукции» (Р. Карнап), основанных на определенном соглашении (консенсусе). Пример такого отождествления: «планеты Солнечной системы можно представить как материальные точки». Эти предложения суть определения, поэтому они не истинны, и не ложны, они могут быть лишь эффективными ил неэффективными.

Наконец, завершает эту иерархию собственно, эмпирический уровень, который включает в себя описания данных экспериментов наблюдений. Философы науки-позитивисты считали, что ядром эмпирического уровня являются «протокольные предложения», которые не содержат никаких метафизических допущений, но попытки их обнаружить не привели к успеху. Эмпирический уровень до самого своего ядра диалектически связан с теоретическим.

Философские основания науки

Как уже отмечалось, метатеоретический или наиболее общий уровень научного знания, на котором связываются воедино различные теории и концепции и осмысляются их основания разделяют на два подуровня:

1) общенаучный;

2) искомые нами философские основания науки.

К общенаучному уровню принадлежат:

1) частнонаучные и общенаучные картины мира;

2) частнонаучные и общенаучные гносеологические, методологические, логические, аксиологические принципы.

В математике и логике общенаучный подуровень метатеоретитического уровня научного знания оформился в виде особых дисциплин – метаматематики и металогики. В естественных науках он совпадает с картинами мира, которые представляют собой конкретизацию, перевод на уровень науки определенных философских теорий и предположений.

Вопрос о философских основаниях научного знания является дискуссионным. Философы науки, принадлежащие к позитивистским школам, убеждены, что между наукой и философией есть жесткая граница (демаркация) поэтому философских оснований науки просто не существует, философия если и оказывает влияние на науку, то на внешние ее формы (например, атомы назвали так, использовав термин придуманный древнегреческим философом Демокритом), но не на содержание. Противоположную позицию занимают философы, которые убеждены, что частные науки лишь развивают общие положения, которые уже изложены в философии (натурфилософский подход). Так считал, например, Аристотель, для которого физика – наука о природе лишь «вторая философия», Гегель, включавший физику в философию природы – вторую ступень философских наук (между логикой и философией человека и общества).

Существует третья позиция, которую высказывал отечественный философ Э.М. Чудинов: при формировании научной теории, она имеет философские основания, затем же, когда научная теория в целом завершена, все ее философские основные положения переводятся на язык конкретной научной теории, и она лишается своих философских оснований. С этой точки зрения философские основания – лишь строительные леса научной теории (СЛЕНТ).

В современной российской философии науки распространена четвертая позиция, которую высказали ведущие московские философы науки С.А. Лебедев, В.В. Ильин, Л.В. Лесков: философия оказывает не прямое, а опосредующее влияние на содержание научных теорий и философские основания науки – это не философское и не научное, а «кентавровое», промежуточное знание. К философским основаниям науки относятся такие идеи как идее о связи пространства, времени и материального мира, об эволюции природы и т.д. Философские основания науки обеспечивают связь между наукой и философией и вообще говоря целостность культуры.

Научное знание как система. Структура теоретического и эмпирического знания

Научное знание в философии науки принято рассматривать как систему, которая имеет несколько уровней.

Первый и самый высший – метатеоретический уровень. Он включает в себя два подуровня:

1) философские основания науки – максимально абстрактное знание, имеющее промежуточный статус между философией и наукой и обеспечивающее их связь;

2) общенаучный – частнонаучные и общенаучные картины мира, методологические, гносеологические, логические, аксиологические основания и принципы научных теорий.

Второй уровень научного знания – теоретический. Теоретический уровень научного познания или теоретическое научное знание – это сумма высказываний на формализованном языке конкретной науки, посвященных идеальным объектам, изучаемым данной наукой. Примерами идеальных объектов являются идеальный газ, материальная точка, абсолютно черное тело и т.д. Среди специалистов-естественников и философов до сих пор не утихает спор о природе идеальных объектов. Одни считают, что они – порождения человеческого сознания и в объективной реальности не существуют, хотя и отражают некоторые черты реальных, материальных предметов, другие убеждены, что идеальные объекты – сами являются объективной реальностью стоящей на лестнице бытия много выше, чем материальные предметы, так как идеальные объекты неизменны, совершенны, а материальные предметы изменчивы, текучи, их бытие не лишено элемента случайности. Но даже те, кто отрицает онтологическую самостоятельность идеальных объектов науки вынужден признать их определенную объективность в рамках нашей рефлексии над ними: независимо от наших желаний идеальный газ имеет определенные свойства. Собственно, именно поэтому они и могут быть предметом изучения науки, так как наука изучает лишь закономерное, повторяющееся, стационарное, то есть объективное.

Но теоретический уровень разделяется на подуровни, наиболее общий подуровень – аксиомы и общие теоретические законы, описывающие исходные идеальные объекты (например, в механике Ньютона это три главные ее закона – об инерции, взаимосвязи массы, силы и ускорения и равенства действия и противодействия, а также вообще законы движения материальной точки как исходного идеального объекта, ведь классическая механика – это наука о движении материальной точки без трения в евклидовом пространстве). Второй подуровень – частные теоретические законы, описывающие структуру, свойства и поведение идеальных объектов, сконструированных из исходных идеальных объектов (в классической механике это – законы движения идеального маятника). Они не выводятся непосредственно из более общих законов, а получаются путем рефлексии над результатами мысленных экспериментов, произведенных с общими идеальными объектами. Третий подуровень – частные единичные теоретические высказывания, которые логически дедуктивно выводятся из частных и общих теоретических законов путем подстановки на место переменных в этих законах конкретных величин (например, такое высказывание: «если к материальной точке К приложить силу F то через время Т она будет на расстоянии L от точки приложения этой силы»).

Третий, низший подуровень теоретического знания – место «соприкосновения» теории и практики, теоретического знания и знания эмпирического, касающегося конкретных материальных объектов и выраженного в «протокольных предложениях», которые описывают лишь события, зафиксированные в эксперименте, и в идеале не имеют теоретических терминов (хотя, как выяснилось этот идеал недостижим). Причем, неправильно думать, как полагали философы науки–позитивисты, что эмпирический и теоретический уровень связаны принципом индукции (восхождения от частного к общему), то есть что теория возникает в результате осмысления данных экспериментов. Как мы уже говорили, эмпирическое и теоретическое знание имеют разные предметы, первое – материальные объекты, второе – объекты идеальные, значит, непосредственно выводиться одно из другого не может. Теоретическое знание надстраивается над эмпирическим для объяснения, истолкования и предсказания. Иначе говоря, теория интерпретирует опыт и каждая такая интерпретация гипотетична, таким образом, ни одна даже самая строгая эмпирическая наука не дает точного знания, подобного знанию логическому или математическому. Реальный процесс познания состоит из процедур дедуцирования единичных теоретических утверждений из частных и общих теоретических законов и отождествления их с протокольными предложениями эмпирического знания относительно определенных материальных объектов. Это отождествление предполагает отождествление идеальных и материальных объектов и производится с помощью «интерпретационных предложений», «протоколов редукции» (Р. Карнап), основанных на определенном соглашении (консенсусе). Пример такого отождествления: «планеты Солнечной системы можно представить как материальные точки». Эти предложения суть определения, поэтому они не истинны, и не ложны, они могут быть лишь эффективными ил неэффективными.

Наконец, завершает эту иерархию собственно, эмпирический уровень, который включает в себя описания данных экспериментов наблюдений. Философы науки-позитивисты считали, что ядром эмпирического уровня являются «протокольные предложения», которые не содержат никаких метафизических допущений, но попытки их обнаружить не привели к успеху. Эмпирический уровень до самого своего ядра диалектически связан с теоретическим.

Философские основания науки

Методы науки

Метод – способ достижения какой-либо цели не случайным, а необходимым образом. Среди методов науки выделяют специально-научные методы, которые используются только одной определенной наукой (например, спектральный анализ в физике) и общенаучные методы, которые используются всеми науками (анализ, синтез, абстрагирование, формализация и т.д.). Также распространено разделение методов науки на теоретические, основаны на умозрении и эмпирические, основанные на опыте. Надо заметить, что эмпирические методы применимы не во всех науках (логика, математика и философия лишены эмпирического уровня), однако в силу их значения для науки нового типа (применение эксперимента и произвело революцию в науке и создало модернистскую науку) мы не можем обойтись без их рассмотрения. К эмпирическим методам или методам эмпирического познания относятся научное наблюдение, измерение, эксперимент. Научное наблюдение отличается от обычного тем, что предполагает четкую постановку цели наблюдения, выбор методов, планомерность, систематичность, контроль за надежностью результатов. Научное наблюдение может производиться непосредственно или с использованием приборов – специальных искусственных средств, цель которых – регистрировать происходящее, усиливать познавательные возможности органов чувств человека. Очень важно изложение результатов научного наблюдения на специальном формализованном языке («языке наблюдения»), что исключает вариативность и субъективность толкований произошедшего. Только в этом случае можно говорить о фиксации в процессе наблюдения научного факта.

Измерение – это процедура фиксации количественных аспектов изучаемых объектов и явлений. Измерение предполагает наличие масштаба (единиц измерения), правил процедуры измерения и измерительного устройства (прибора). В ходе измерения одна величина устанавливается при помощи другой, принятой за эталон, например, 1 килограмм – это вес 1 кубического дециметра дистиллированной воды в вакууме при температуре 4 градуса по Цельсию в месте, находящееся на уровне моря на широте 45 градусов. Измерение используется и при научном наблюдении, и при эксперименте.

Эксперимент – это искусственная ситуация, создаваемая ученым при помощи специальных приборов и материалов для того, чтобы либо проверить имеющееся предположение, либо исследовать те или иные параметры объекта и связь между ними. В соответствие с этим эксперименты разделяются на проверочные и исследовательские. К эксперименту прибегают, когда в естественных условиях изучаемое или проверяемое свойство проявляется недостаточно ярко. Эксперимент проводится в несколько этапов:

1) генерация замысла эксперимент;

2) создание необходимой искусственной ситуации;

3) наблюдение за поведение объекта или процесса в данной ситуации.

В сущности, эксперимент – совокупность операций, переводящих логику понятий в логику вещей. Для этого нужно располагать:

1) теорией и логически выводимыми из не следствиями, которые можно проверить;

2) идеализированной картиной поведения объектов;

3) отождествлением идеальной модели с материальной конструкцией хотя бы в некоторых аспектах.

Эксперимент – основное оружие познания в таких науках как физика, химия, биология, считается, что благодаря применению экспериментального метода они достигли таких успехов в объяснении явлений природы.

К основным теоретическим методам научного познания относятся идеализация, формализация, математическое моделирование, рефлексия.

Идеализация – это процесс отвлечения от некоторых свойств реальных объектов и выделении других свойств, которариые для данного исследования представляются существенными, важными, результатом чего является идеальный объект, который обладает несколько иными свойствами, чем объекты реальные. Примеры идеальных объектов – материальная точка, идеальный газ, абсолютно черное тело. В сущности наука, начиная с Галилея, изучает не реальные предметы, а идеальные объекты.

Формализация – процесс превращения теории, выросшей на обобщении эмпирических данных, в формальную систему, в результате чего каждое утверждение теории либо начинает представлять собой аксиому, либо может быть сведено к ней в результате логических операций. Итог формализации – представление теории как системы логически связанных символов, отражающих соответствующие материальные объекты. Формализация позволяет отвлечься от значения понятий теории и обратиться лишь к ее логическим особенностям. Разделяют частично полно формализованные теории. В частично формализованных теориях язык и логические средства явным образом не фиксируются, в полностью формализированных теориях имеется явная аксиоматически дедуктивная форма с известными логическими средствами. Большинство теорий (физические, химические и т.д.) частично формализованы, полная формализация характерна лишь для теорий формальной логики.

Математическое моделирование – это метод, предполагающий создание математических моделей. Математическая модель – это абстрактная система, состоящая из набора математических объектов, то есть множеств, и отношений и элементов. Простейшая математическая модель – математический объект или формальная структура, помощью которой можно от эмпирических значений одних параметров материального объекта перейти к другим без обращения к эксперименту. Например, зная скорость и время движения, полученные при помощи измерения, можно определить пройденный путь при помощи уравнения, не измеряя этот путь в реальности. Для работоспособности математической модели нужна согласованность, изоморфизм между моделью и отображаемым ею фрагментом реальности.

Рефлексия – это метод чистого теоретического познания, обращенного не к предметам, а к умственным конструкциям. Выделяют три типа рефлексии:

1) рефлексия над результатами познания;

2) рефлексия над средствами и процедурами познания;

3) рефлексия над общими установками, нормами, идеалами познания.

Первый тип свойственен начальному этапу познания, второй и третий – углубленному познанию.

Научные традиции и научные революции. Динамика науки

Научное исследование может опираться на уже имеющиеся, признанные научным сообществом идеи, методологические принципы, мировоззренческие и аксиологические аксиомы. Тогда о нем говорят, что оно выполнено в рамках определенной научной традиции. Например, Роберт Бойль развивал традицию атомно-молекулярной механистической теории и расширил ее область применения, объясняя при помощи нее химические превращения веществ (как результат перегруппировки атомов). Однако исследование может носить напротив, революционный характер, опровергать уже имеющееся знание, методологию, аксиомы, тогда говорят о научной революции, коренном перевороте в представлениях ученых об области их исследования, методах ее познания, ценности тех или иных фактов и теоретических положений. Философско-научная проблема соотношения научных традиций и научных революций связана со множеством вопросов о специфике развития научного знания: существует ли преемственность между различными теориями, сменяющими друг друга? насколько глубоки и существенны научные революции? Есть ли прогресс в науке?

Имеется несколько концепций, претендующих на разрешение этой проблемы. Первую можно назвать традиционалистской, антиреволюционной. Согласно ей с момента возникновения науки Нового времени в ней наличествует постоянный гносеологический прогресс, постепенное нарастание, кумуляция нового знания (отсюда еще дно название этой концепции – кумулятивизм). Еще основателями этой научной традиции были выдвинуты первые теоретические положения, с тех пор они не претерпели принципиальных изменений, они лишь приспосабливались к новым, открываемым фактам, расширяли область применения, но в основе своей оставались неизменными. Например, с этой точки зрения, исследования в области оптики (прежде всего, доказательство предельности скорости света) показали, что законы классической галилеевской и ньютоновской механики имеют ограниченное применение, они действенны лишь для тел, движущихся со скоростями малыми по сравнению со скоростью света. Для тел, движущихся со субсветовыми скоростями была разработана другая, релятивистская, эйнштейновская механика. Но уравнения классической механики (преобразования Галилея) выводимы из уравнений релятивистской механики (преобразования Лоренца) и представляют их частный случай. Итак, с этой точки зрения в науке господствует принцип логического соответствия новой теории старым, научные революции относительны и представляют собой лишь изменения во второстепенных положениях, а научные традиции абсолютны, основные первостепенные положения такие как принцип инерции, закон сохранения энергии и т.д. не претерпевают изменений. Эту концепции развивали философы науки – позитивисты и неопозитивисты и ее до сих придерживаются многие, в основном представители естественных наук. Однако философами науки она давно подвергнута справедливой критике. Так, Т. Кун показал неадекватность принципа соответствия. Возьмем столь любимый кумулятивистами пример с соотношением классической и релятивистской механики, который мы уже упоминали. Согласно релятивистской формуле, показывающей зависимость массы тела от скорости его движения:

m=m₀/√v₁–v₂/c₂,

где m – масса тела, движущегося со скоростью;
      v, m₀ – масса покоящегося тела;
      c – скорость света.

При малых значениях v действительно, изменение массы настолько мало, что математическим им можно пренебречь. Отсюда кумулятивисты делают вывод, что при определенных граничных условиях (скорость мала по сравнению со скоростью света) выводы релятивисткой механики и классической механики, которая утверждала, что с изменением скорости масса не изменяется, якобы совпадают. Но это ложное умозаключение. Пренебречь малым изменением массы – это только принятая в математике условность, на самом деле, как бы мало ни было изменение массы, оно все равно имеет физический смысл. То есть выводы релятивистской и классической механики противоположны, одна утверждает, что масса тела с ростом скорости растет и с уменьшением уменьшается, пусть и на ничтожно малую величину, вторая утверждает, что масса тела – величина неизменная. Перед нами два разных несовместимых взгляда на соотношение времени и материи.

Отсюда Кун сделал вывод, что наряду с периодами научной традиции или «нормальной науки», когда ученые не придумывают ничего фундаментально нового, а развивают уже имеющуюся общепринятую теорию (парадигму), существуют периоды научных революций, когда одна парадигма заменяется другой, несовместимой с первой. Отсюда концепцию Куна можно охарактеризовать как концепцию чередования периодов традиций и революций. Кун первым среди философов науки стал изучать феномен научных революций. Среди наиболее характерных черт научной революции Т. Кун называет:

1) отказ научного сообщества от одной парадигмы в пользу другой, несовместимой с прежней;

2) сдвиг в проблематике научного исследования и в стандартах, определяющих правомерность проблем и закономерность решений;

3) трансформацию в восприятии мира научным сообществом.

Примером научных революций являются возникновение СТО (специальной теории относительности) и ОТО (общей теории относительности). Согласно Куну если парадигмы несоизмеримы, кризис парадигмы возникает не потому, что некие экспериментальные данные опровергли парадигму (парадигма может так проинтерпретировать факты, что они станут ее подтверждать), а потому что ученые теряют старую научную веру, дух эпохи перестает соответствовать мировоззренческим идеям, заложенным в парадигме. Точно также, принимая новую научную веру, ученые завершают научную революцию, делают окончательный выбор в пользу одной парадигмы. Итак, позиция Куна признает наличие и научных традиций, и научных революций.

Третья позиция абсолютизирует научные революции и отвергает традиции, поэтому ее можно назвать антитрадиционалистской, революционной. Ее представитель – П. Фейерабенд, который провозгласил, что нормальная наука – удел бездарей и имеет к науке очень косвенное отношение, ведь наука – это процесс творческой генерации новых идей. Причем, каждая теория – абсолютно новая, она несовместима и несоизмерима с другими теориями, никакого прогресса научного знания нет, а есть множество противоречивых теорий, каждая из которых удобна для разрешения того или иного вопроса. Нет также и универсальных методов научного познания и универсальных стандартов.

Четвертая концепция опять стремится примирить научные традиции и научные революции, но не так как это делал Кун, механистически и метафизически, а диалектически, стремясь показать связь между ними. Это концепция диалектики традиций и революций в научном исследовании, которой придерживались и диалектические идеалисты (Флоренский, Лосев) и диалектические материалисты (Кедров). С этой точки зрения традиции и революции – не абсолютные противоположности. Традиции – революционны, а революции – традиционны, ведь традиции сами возникают в результате революций (как та же ньютоновская механика), а революции используют идеи, которые принадлежали старой научной традиции, отброшенной предыдущей научной революцией (так, релятивистский тезис о связи материи и пространства и времени был высказан в общей форме еще Аристотелем, затем он был отброшен Ньютоном, а затем возродился на новом уровне развития науки в специальной теории относительности). Более того, традиция, исчерпывая себя, порождает революцию, революция, завершаясь, порождает традицию.

С проблемой научных традиций и научных революций тесно связана проблема динамики науки. По мере развития науки продуцируется все большее и большее количество нового знания. Это факт, который отражает реальность. Проблема же динамики науки состоит в том: можно ли представить этот рост как прогресс? Стандартная позитивистская концепция науки отвечает на этот вопрос однозначно положительно. Казалось бы, такой ответ, действительно, очевиден. Мы ведь знаем о небесных телах больше, чем древние греки, считавшие Землю – центром конечной, сферичной Вселенной. Однако этот ответ базируется на довольно шатких теоретических основаниях – положении об индуктивном характере научного познания. Это положение подверг критике К. Поппер. По мысли английского философа, индуктивный переход от эмпирического к теоретическому не оправдан, сколько бы ни было экспериментов, подтверждающих теоретическое положение, с точки зрения логики это еще не гарантирует, что новый эксперимент ее не опровергнет. Индукция в данном случае никогда не будет полной, поэтому экспериментально подтверждаемое знание не может быть точным, оно неизбежно носит вероятностный характер.

Итак, по Попперу всякая научая теория в той или иной степени гипотетична, представляет набор в той или иной степени вероятных предположений. И более того, любая теория будет рано или поздно опровергнута и заменена новой теорией, которую нельзя будет рассматривать как еще больше приблизившуюся к абсолютной истине, так как эту истину Поппер отвергает. Эта теория – тоже лишь только набор предположений. Казалось бы, ни о каком прогрессе научного знания тут говорить не приходится, но это не так. К. Поппер заявляет, что нет прогресса в содержание научных теорий, но есть – в глубине постановки научных проблем. Процесс научного познания Попер рисует следующим образом: сначала ученые ставят научную проблему – затруднение, связанное с объяснением некоего феномена. Затем выдвигают гипотезу – предположение, объясняющее феномен. Гипотезу подвергают экспериментальной проверке, которая дает либо отрицательный результат (фальсификация), либо положительный результат (верификация). Во втором случае гипотеза становится теорией, но и она существует лишь до тех пор, пока некий экспериментальный контрпример ее не опровергнет. Тогда ставится новая научная проблема, уже на гораздо более высоком уровне, чем прежняя. Снова повторяется цикл, пока не будет поставлена еще одна научная проблема, еще на более глубоком уровне и т.д. Схематически это выражается так:

П (1) – Г (1) – Э_в (1) – Т (1) – К (1) – П (2) – Г (2) – Э_в (2) – Т (2) – К (2) –

– П (3) – Г (3) – Э_в (3) – Т (3) – К (3) – (П (4))…… П (n),

где П (1), П (2), П (3) … П (n) – научные проблемы, все возрастающей глубины;
      Г (1), Г (2), Г (3) – гипотезы;
      Э_в (1), Э_в (2), Э_в (3) – экспериментальные проверки гипотез, приводящие к верификации;
      Т (1), Т (2), Т (3) – теории;
      К (1) – контрпримеры, опровергающие теории.

Рассмотрим это на примере из истории физической оптики. На рубеже Нового времени возникла проблема объяснения таких простейших законов оптики как законы отражения и преломления света (П (1)). Была выдвинута гипотеза (Г (1)), что свет представляет собой поток мельчайших частиц – корпускул. Экспериментальные проверки (Э_в (1)) казалось бы подтверждали эту гипотезу и она стала широко распространенной теорией (Т (1)). Однако в 19 веке были обнаружены явления интерференции и дифракции (К (1)), которые невозможно было объяснить при помощи корпускулярной теории света. Возникла новая проблема (П (2)): как объяснить эти явления? Была выдвинута гипотеза (Г (2)), что свет – это поток волн, распространяющихся в невидимой жидкости с малым весом и сопротивлением – эфире, заполняющей мировое пространство. Экспериментальные проверки (Э_в (2)) подтвердили ее, и она стала теорией (Т (2)) – волновой теорией света или теорией мирового эфира. Эксперимент Майкельсона-Морли (К (2)) поставил на ней крест и породил новую проблему (П (3)). Ее разрешила гипотеза о корпускулярно-волновом характере света, которая после проверок (Э_в (3)) стала теорией, существующей до сих пор. Обратим внимание, что согласно Попперу, между корпускулярной (Т(1)), волновой (Т (2)) и корпускулярно-волновой (Т (3)) нет сущностной связи, поэтому их нельзя рассматривать как ступени на пути к абсолютной истине природе света. Корпускулярная и волновая теории прямо противоречат друг другу, а корпускулярно-волновая объединяет их только на первый взгляд, в действительности, согласно современной оптике свет не частицы и не волны в том смысле, как их понимали соответственно классические механистические корпускулярная и волновые теории, это микрообъекты со специфическими свойствами. Зато глубина проблемы, очевидно, возрастает: теперь мы уже не столь наивны в понимание природы света, как ученые 18 века, которые считали, что свет – поток частиц, ничем не отличающихся от макрообъектов, кроме размеров. Мы точно знаем, что свет – не механистические частицы, ни механистические волны, хотя, что он есть на самом деле мы точно не знаем, и, как убеждён Поппер, вряд ли когда-нибудь узнаем.

Американский философ науки Т. Кун тоже отвечает на вопрос о прогрессе научного знания неоднозначно, но не так, как Поппер. По Куну в развитии науки можно выделить два периода: первый – период «нормальной науки», второй – период «научной революции». На протяжении периода «нормальной науки» все ученые придерживаются одной фундаментальной теории парадигмы (от греческого «парадейгма» – образец) и дорабатывают ее частные проблемы. В этот период в науке наличествует прогресс, как его описывали позитивисты: круг объясненных фактов расширяется и расширяется. Но наступает период научной революции, парадигма рушится из-за изменений в мировоззрении всего общества, ей на смену приходит иная парадигма, которая несет с собой новый, принципиально иной взгляд на мир. Следующие друг за другом парадигмы, по Куну, несоизмеримы, содержат в своем «ядре» недоказуемые экспериментально мировоззренческие положения (например, о свойствах пространства), поэтому если брать не отдельные периоды, а всю историю науки, то никакого прогресса, ни в содержании научных теорий, ни в постановке научных проблем, нет. Следует подчеркнуть, что здесь Кун отвергает точку зрения Поппера. По его мнению о глубине постановки проблем мы можем судить лишь по критериям, внутренних для каждой парадигмы. В рамках другой парадигмы такая постановка вообще теряет смысл.

В качестве примера несоизмеримости парадигм Кун приводит соотношение специальной теории относительности и классической механики. Казалось бы, при определенных граничных условиях (а именно: при скоростях, гораздо меньших скорости света) уравнения СТО превращаются в уравнения механики Ньютона. Но это означает лишь математическую сводимость друг к другу уравнений Эйнштейна и Ньютона. Но под значками «t» – время, «l» – длина, «m» – масса на самом деле у Ньютона и у Эйнштейна скрываются разные смыслы. Масса у Ньютона – неизменна величина, если тело весит 1 кг, то оно в любой системе отсчета весит 1 кг. У Эйнштейна масса – это переменная величина, тело имеет определенную массу лишь при определенной скорости движения. Перед нами две физические картины мира, которые, по Куну, несводимы друг к другу.

Американский философ науки Пол Фейерабенд довел эту логику до завершения. Он завил, что вообще никакой «нормальной науки» по крайней мере, быть не должно. Наука – это творческий процесс, порождающий множество несоизмеримых и равноценных теорий (так как нет единого критерия, по отношению к которому они становились бы истинными или ложными), соответственно, нет никакого прогресса в науке, кроме количественного роста любых, даже самых абсурдных теорий (ведь и абсурдная теория может пригодиться в определенной ситуации).

Марксистская методология науки противопоставила стандартной модели позитивистов с одной стороны и релятивистским концепциям Поппера, Куна, Фейерабенда – с другой диалектическую концепцию научного прогресса. Согласно ей прогресс в науке, конечно, не поступательный, иногда ученым приходится возвращаться к прежним, даже давно отвергнутым теориям, при этом перетолковывая их с учетом новых достижений науки и наполняя новым содержанием. Так, идея Аристотеля и Августина Аврелия о связи пространства и времени с материальным миром, отвергнутая Ньютоном, который ввел понятия абсолютного пространства и времени, возродилась в теории относительности. В то же время будет преувеличением говорить о некоей полной несоизмеримости имеющихся теорий. Какой бы ни была трактовка основных категорий физической картины мира, механика остается механикой – наукой о движении тел в пространстве и времени и ее частные случаи, как релятивистская механика, сводятся к некоей общей теории. Прогресс в науке марксистская философия науки иллюстрирует при помощи метафоры спирали – научное знание возвращается к прежним идеям на новом более высоком уровне развития постепенно, отметая шелуху относительных истин, приближаясь к истине абсолютной.

Этапы становления научного знания: гипотеза-теория-парадигма-картина мира

Основные этапы становления научной теории – проблема, гипотеза, теория, парадигма, картина мира.

Научная проблема – это вопрос, возникший в ходе исследования и связанный с тем, что какой-либо феномен нуждается в объяснении. Проблема – не застывшая форма научного познания, а процесс, предполагающий два момента – постановку и разрешение. Разрешение одной проблемы приводит к постановке других проблем. Пример научной проблемы – отсутствие эфирного ветра в эксперименте Майкельсона-Морли (в конце 19 века два американских физика – Майкельсон и Морли провели эксперимент, который показал, что эфира – гипотетической жидкости, в которой, как считали тогда, распространяются электромагнитные колебания, нет. Тем самым была поставлена проблема распространения электромагнитных волн, попытки разрешить которую привели к созданию теорий относительности).

Научная гипотеза – предположение, выдвинутое для разрешения какой-либо научной проблемы. В отличие от простого предположения научная гипотеза должна внутренне не противоречивой, связанной с уже имеющимся научным знанием и допускающей возможность ее подтвердить или опровергнуть при помощи эксперимента. Подтвердившаяся гипотеза становится теорией. Пример гипотезы – квантовая гипотеза Планка (в начале ХХ века австрийский физик Планк предположил, что при движении электрона вокруг ядра атома он излучает энергию не постоянно, а дискретными порциями – квантами, тем самым было положено начало квантовой механике)

Научная теория – сложная форма научного знания, объясняющая научную проблему при помощи описания идеальных объектов и раскрытия законов их взаимодействия. Теория должна отвечать следующим критериям: эмпирическая проверяемость, согласованность с данными опыта, логическая непротиворечивость, логическая простота, достаточно большой объем области применения, перспективы создания на основе этой теории другой, более общей теории. Пример теории – эволюционная теория Дарвина, классическая механика Ньютона.

Парадигма – теория, которая стала общепризнанным образцом, разделяется значительным количеством или всеми членами научного сообщества, задающая логические, методологические, аксиологические нормативы научного исследования в данной области (то есть образцовые алгоритмы, методы и ценности). Пример парадигмы – механистическая физика 17–19 веков.

Картина мира – совокупность парадигм, описывающих и объясняющих целый аспект реальности (физическая, химическая, биологическая картины мира).

Идеалы и критерии научности. Проблема выбора научной теории

Идеал научности или гносеологический идеал – это требования к продукту научного исследования – научному знанию. Если эти требования не выполнены, то продукт не считается научным знанием. К данным требованиям обычно относят: предметность, однозначность, определенность, точность, системность, логическая доказательность, проверяемость, теоретическая и эмпирическая обоснованность, практическая применимость. Философы науки-неопозитивисты считали, что этим критериям должно соответствовать знание любой из наук и упрекали гуманитарные науки в том, что их идеал научности в меньшей мере отвечает этому набору требований, чем у наук логико-математических и естественных. Однако усилиями их критиков, философов науки – постпозитивистов было показано, что в реальности эти идеалы настолько абстрактны, что опровергаются практикой даже логико-математических и естественных наук. Так, оказалось, идеал логической доказательности нереализуем даже в математике, которую неопозитивисты считали поначалу образцом формализованных теорий. Куртом Геделем в 1931 году было сформулировано и доказано утверждение, получившее название 1-й теоремы Геделя: «Во всякой достаточно богатой непротиворечивой теории первого порядка (в частности, во всякой непротиворечивой теории, включающей формальную арифметику), существует такая замкнутая формула F, что ни F, ни не являются выводимыми в этой теории». Иначе говоря, в любой достаточно сложной непротиворечивой теории существует утверждение, которое средствами самой теории невозможно ни доказать, ни опровергнуть.

Более глубокое изучение физического исследования показало, что идеал полной эмпирической проверяемости и обоснованности тоже недостижим, оказалось, что теории не выводятся из опыта индуктивным путем (то есть путем обобщений результатов опыта), а надстраиваются над опытом. Теория и опыт имеют разные предметы, теория говорит об идеальных объектах, опыт – о материальных, налицо их отождествление, которое требует невозможно обосновать логически. Например, механика – наука о движении материальных точек без трения в евклидовом пространстве, чтобы экспериментально доказать утверждения механик нужно отождествить единичные высказывания о материальных точках с высказываниями о предметах, скажем, планетах, то есть отождествить материальную точку и планету. А такое отождествление предполагает договоренность о том, какие свойства вещей можно считать несущественными и отвлечься от них, то есть предполагает договоренность и интерпретацию (при отождествлении планеты с материальной точкой отвлекаются от размеров планеты и среды (разряженный газ, солнечный ветер, поток космического излучения), в которой она движется). Итак, теории не доказываются экспериментом, они интерпретируют эксперимент, отсюда гипотетичность, вероятностность любого теоретического знания.

Однако невозможно согласиться и с теми постпозитивистами, которые делают отсюда крайние релятивистские выводы и утверждают, что научное исследование не должно иметь никаких идеалов, кроме идеала увеличения (пролиферации) научного знания (так, П. Фейерабенд считает, что «все методы дозволены» и всякое знание обладает ценностью). Гносеологические идеалы теоретического исследования выступают регулятивами этого исследования, недостижимыми правилами, к которым все таки надо стремиться.

С проблемой идеалов и критериев научности тесно связана проблема выбора научной теории. Членам научного сообщества время от времени приходится делать выбор между соперничающими теориями, различным образом объясняющими одни и те же факты. Какими критериями они при этом руководствуются? Представители позитивистских и аналитических школ (Карнап, Шлик, Фреге, Рассел) считают, что это и есть критерии научности: предметность, однозначность, определенность, точность, системность, логическая доказательность, проверяемость, теоретическая и эмпирическая обоснованность, практическая применимость. Соответствие с ним делает теорию истинной и научной. Позитивисты отрицают неизбежность внешнего влияния на содержание научных теорий, отстаивают «особый эпистемологический статус» науки. По их мнению, научное исследование может быть совершено объективным, ученый может и должен отвлечься от своих воззрений, от популярных в обществе идей и тенденций и требований, в процессе исследования он должен опираться только на факты.

К позитивистам близки науковеды, представляющие такое направление в философии науки как интернализм. Он также исключает влияние на научные теории со стороны внешнего для науки политического и экономического контекста, как и позитивизм, но в отличие от последнего не исключает влияние на научные теории философских и религиозных воззрений. Так, один из лидеров интернализма А. Койре – французский исследователь российского происхождения, считал, что развитие науки можно объяснить не только из самих внутренних, имманентных законов науки, но и из законов всей рациональной парадигмы данной эпохи, в какой бы форме она ни выражалась: научной, философской или теологической. Скажем, реальная теория гравитации Ньютона по Койре была связана с теологическими концепциями – о Боге как источнике ускорения небесных светил, пространстве как чувствилище Бога и т.д. Самым главным мировоззренческим переворотом в истории с точки зрения по Койре стал переход от антично-средневековой картины мира, представляющей космос как живой, разумный саморазвивающийся организм со своей внутренней иерархией («законы неба» и законы земли»), с «естественным местом» для каждой вещи, с конечным пространством к новоевропейской ньютоновской картине мира. В ходе этой революционной перестройки мышления сыграл большую роль протестантизм и некоторые философские учения Нового времени.

Однако не все философы науки и науковеды считают так. Многие из них напротив, убеждены, что при выборе между научными теориями на ученых не могут не влиять внешние, социально-экономические и политические факторы. Получается, что ученые, решая: какую теорию выбрать в качестве парадигмы, руководствуются не столько логически-методологическими требованиями, о которых говорит позитивизм, и не столько даже соответствием теории общему религиозному и философскому контексту эпохи, о чем говорит интернализм, а соответствием теории контексту социально-экономических и социально-политических идей, господствующих в обществе. Представители этой точки зрения получили имя экстерналистов. Б. Гессен, Э. Цильзель, Р. Мертон, Д. Нидам, А. Кромби, Г. Герлак, С. Лилли. Один из основателей экстернализма – советский ученый Б. Гессен считал, что на основные мировоззренческие концепции механики Ньютона оказал развитие дух капитализма. По мнению Гессена хотя основная работа Ньютона «Начала математической натурфилософии» написана на сложном формализованном языке, ее основные идеи не могли бы родиться без развития технических средств того времени, что в свою очередь было связано с капиталистическим экономическим подъемом. Ньютоновская механика появилась не потому, что Ньютоном были проделаны определенные эксперименты, результаты которых привели его к основным положениям механики, и даже не потому, что картина мира этой механики вытекала из протестантской картины мира, которую разделял Ньютон, а потому что развитие капитализма породило машины и механизмы, принципы работы которых учеными Нового времени были перенесены на природу (природа как механизм).

К позиции экстерналистов были близки некоторые философы-постпозитивисты (прежде всего Кун и Фейерабенд), а также ряд советских методологов науки и философов культуры 1960-х–1980-х г.г. (Косарева, Микулинский, Гачев). В настоящее время спор между экстерналистами и интерналистами утих, и хотя современные философы науки признают определенную ценность за аргументами обеих сторон, нельзя сказать, что одна из них победила безусловно. Вместе с тем, это спор обогатил философию науки, теперь мы уже не подходим столь наивно к проблеме выбора научной теории и наем, что хотя существуют логико-методологические критерии выбора теории, они – недостижимый идеал и в реальной истории науки на выбор ученых оказывают и вненаучные факторы.