Основные формы научного знания

На основе эмпирического и теоретического исследований в каждой отрасли науки формируются различные формы знания: эмпирические факты, проблема, гипотеза, теория.

Эмпирическиефакты - это действительные, реально существующие события, свойства и отношения объектов мира и процессы их изменений, которые стали известны в результате наблюдения и эксперимента и вошли в сферу человеческого познания, стали предметом человеческой деятельности.

В идеалистических учениях факты сводятся к ощущениям, восприятиям и переживаниям субъекта, то есть к явлениям сознания. Такое понимание факта было распространено, например, в позитивизме. О.Конт задачу исследователя видел в том, чтобы описывать и систематизировать то, что мы получаем в ощущении, и отказывался от поиска причин явлений, считая это занятие бесплодной метафизикой.

В действительности же задача научного познания заключается в том, чтобы вскрыть причину возникновения того или иного явления, выявить его существенные свойства и связи.

В науку факты входят не как сами события или объекты, а как их описания, как эмпирические знания, зафиксированные с помощью языка. О фактах как объективных событиях можно лишь утверждать, существуют они или не существуют, а о том, являются они истинными или ложными можно говорить только том случае, если они выступают в форме предложений, в которых описываются имевшие место события.

Факты являются наиболее достоверной частью научного знания, одним из наилучших и надежных аргументов как для доказательства, так и опровержения научных гипотез и теорий. Но при этом важно правильно собрать факты, установить связь между ними. Необходимо брать не отдельные факты, а всю совокупность фактов, относящихся к рассматриваемому вопросу, без единого исключения, чтобы не возникло подозрения в том, что факты выбраны произвольно.

Структуру построения и развития научного знания на теоретическом уровне можно представить состоящей из таких компонентов, как проблема, гипотеза и теория.

Проблема – это объективно возникающие в процессе познания трудности, сформулированные в виде упорядоченной совокупности вопросов. Порядок постановки вопросов, образующих структуру проблемы, предопределяет направление и последовательность ее будущего решения. Решение проблемы понимается как замена вопросов ответами. Необходимым условием успешного нахождения ответа является умение правильно поставить проблему.

Постановка проблемы есть процесс осознания недостаточности и неупорядоченности информации по вопросу, требующего решения. Процесс упорядочения недостаточной информации с целью выявления структуры проблемы называется анализом проблемы. Следующий этап – это поиск решения проблемы, который можно рассматривать как процесс накопления информации и выявления всех возможных способов разрешения противоречий, лежащих в основе проблемы. Собственно решение проблемы осуществляется путем выбора оптимального решения из массива возможных.

Не на все вопросы могут быть сразу даны однозначные ответы, поэтому нередко ответы принимают форму предположений, допущений, догадок. Такую форму знания называют гипотезой.

Гипотеза – это предположение о каких-то свойствах, сторонах, закономерностях действительности, которое нуждается в доказательстве.Гипотезаявляется универсальной формой развития науки, предвестником великих научных открытий. Гипотезой некогда была идея атомного строения материи, как гипотеза возникла теория эволюции органического мира, гипотеза лежала в основе обнаружения планеты Нептун и т.д. Любая сфера научного познания содержит множество гипотез, относящихся как к единичным фактам, так и к некоторым закономерным связям. Кроме того, в утвердившихся, общепризнанных научных теориях имеется множество гипотетических элементов, выраженных в форме проблемных суждений. С этой точки зрения гипотеза может быть охарактеризована как показатель динамики научного познания, становления нового, связи известного с неизвестным.

Важнейшими этапами разработки гипотезы являются ее выдвижение, обоснование и проверка. Сначала выдвигается основное предположение о том, что подлежит объяснению. Затем оно аргументируется посредством уже известных фактов и определенных теоретических соображений. Связь предположения с его аргументами осуществляется по правилам и законам логики. Таким образом, гипотеза обосновывается строго логически.

Завершающий этап – проверка гипотезы. Результатом проверки может стать опровержение данной гипотезы, и тогда она уступает место другим гипотезам. Проверка может привести к изменению степени вероятности гипотезы, что также имеет существенное познавательное значение, поскольку в своей практической деятельности человек вынужден опираться не только на достоверные, но и на вероятностные знания. И, наконец, проверка может означать доказательство гипотезы, то есть установление ее истинности.

Выделяют два основных способа доказательства гипотезы: эмпирический и теоретический. Эмпирическое доказательство осуществляется непосредственной проверкой гипотезы путем подтверждения ее фактами опыта, в особенности экспериментом. Теоретическое доказательство представляет собой интеллектуальную операцию установления истинности некоторого суждения посредством его выведения из других суждений, истинность которых полагается уже установленной.

Проверенная и доказанная гипотеза становится теорией. В отличие от гипотезы, теория представляет собой достоверное знание.

Теория - это высшая форма организации научного знания, которая дает целостное отображение объективных законов и других существенных связей действительности. Открытие законов является главной задачей научного познания.

Законом называется общая необходимая и устойчивая связь между объектами и явлениями или их сторонами. Познанные наукой законы составляют основу научного объяснения и предвидения. Зная те или иные законы, можно получить достаточно надежный прогноз, предвидеть поведение объектов в наличных или изменяющихся условиях, доказать существование ранее неизвестных объектов, возникновение качественно иных явлений и процессов и т.д. На основе законов физической и химической теорий, например, рассчитывают и предвидят ход химических реакций, возможность открытия новых химических элементов и их природных соединений, пути создания новых веществ и материалов, которых нет в природе.

Методология науки

Любая теория, сущностно отражая некоторую предметную область, одновременно является инструментом поиска нового знания. На ее базе формулируются многообразные методы исследовательской деятельности.

«Метод – самая первая, основная вещь, - писал один из основателей физиологической науки академик И.П.Павлов. – От метода, от способа действия зависит вся серьезность исследования…При плохом методе гениальный человек будет работать впустую и не получит ценных, точных данных»[80].

Методом называют и способ познания (согласно Гегелю, «он в самом деле имеет природу такового»[81]), и совокупность принципов и правил теоретической и практической деятельности, выработанных субъектом на основе закономерностей изучаемого объекта. Другими словами, метод– это программа действий субъекта, ибо он решает, как, каким образом, с помощью каких средств и в какой последовательности нужно действовать в познании или на практике, чтобы достичь поставленной цели, решить ту или иную задачу.

Выбор адекватного метода имеет важное значение для успешного решения научных проблем, избавляет от бесконечной цепи проб и ошибок и помогает кратчайшим путем прийти к истинному знанию. Поэтому можно с полным основанием утверждать, что определение правильного метода исследования имеет не меньшее значение, чем само открытие, ибо первое делает возможным второе.

К любому научному методу предъявляются жесткие требования, которые выражают основные свойства метода и выполнение которых во многом определяет успех исследования. Во-первых, это заданность метода целью исследования и его обусловленность закономерностями самой познавательной деятельности. Во-вторых, метод должен быть результативным и надежным, то есть способным давать результат с высокой степенью вероятности. В-третьих, экономичность метода. Это значит, что затраты на его создание и использование должны быть меньше величины, окупаемой результатами исследования. И, наконец, в-четвертых, распознаваемость и воспроизводимость метода. Иными словами, метод должен быть таким, чтобы любой человек при соответствующей подготовке мог им воспользоваться, причем неограниченное число раз.

Долгое время не проводилось различия между наукой и научным методом. Только с Ф.Бэкона и Р.Декарта началось обсуждение вопроса о том, на каких основаниях и с помощью каких методов достижимо научное знание. Именно в новое время в рамках философии сложилась тенденция, выражающаяся в исследовании оснований научной деятельности, путей, ведущих к истине, общих методов познания, впервые появилась методология. С тех пор методологию традиционно относят к области философских дисциплин.

Методологиюможно определить как философское учение об общих основаниях, путях и закономерностях научного познания, принципах и методах его организации, функционирования, развития и применения.

В настоящее время общепризнанным является выделение трех уровней методологии по степени общности и универсальности применения методов: всеобщего (философского), общенаучного и частнонаучного. Однако в реальном научном поиске эти уровни не рядоположены, а слиты в мышлении ученого в единое методологическое «руководство к действию».

Наиболее частным и специализированным уровнем методологии является теория методов, применяемых в конкретных науках (физике, химии, биологии и др.). В физике, например, это теоретические разработки методов исследования механических, тепловых, кинетических, оптических, микрофизических свойств объектов.

Каждая наука, имея в своем распоряжении совокупность определенных методов и иных исследовательских средств, применяет их в тесной взаимосвязи со всеобщими философскими и общенаучными методами. Причем в различных областях науки характер взаимодействия методологических уровней осуществляется неодинаково: в одних интенсивнее идут процессы взаимодействия частнонаучного и общенаучного методологических уровней, а в других – философии и общенаучного уровня. Кроме того, роль философской и общенаучной методологии наиболее ярко проявляется в период революционных преобразований в науке, при решении принципиально новых проблем, при проведении комплексных, программно-целевых исследований. В этих условиях конкретные методы исследования не в состоянии выполнить свою нормативно-регулятивную функцию, и потребность в методологическом обеспечении большей степени общности и применимости становится очевидной. Появление глобальных проблем современности также показали недостаточность и ограниченность любого частнонаучного подхода, взятого вне широкого мировоззренческого и социального контекста. Однако и в обычных условиях значение философии достаточно велико.

Решение разнообразных конкретных задач предполагает в качестве необходимого условия связь частных наук с философией как учением об общих характеристиках бытия. Ибо каждый ученый смотрит на свой предмет исследования сквозь призму модели той реальности, которая разрабатывается философией, и из множества умозрительных мысленных конструкций выбирает именно ту, которая согласуется с его собственными мировоззренческими представлениями. Кроме того, он использует сформулированные философией на основе определенных категорий наиболее общие методологические принципы и знание общих закономерностей самого процесса познания.

На каждом отдельном этапе развития науки философия как бы задает определенный идеал методологической концепции. Но она не может решить назревшую в науке методологическую проблему, исходя только из своих собственных оснований, не обращаясь к тем методологическим направлениям, которые складываются в рамках самой науки. С другой стороны, с усилением методологических тенденций внутри науки особенно четко вырисовывается круг философских проблем, которые сама наука решить не может. Таким образом, между разными уровнями методологических исследований существует взаимосвязь, хотя каждый из них имеет свою вполне специфическую функцию и целевое назначение.

Стремление же сделать философию «наукой наук», способной решать принципиальные задачи конкретных наук, и, напротив, отказ естествоиспытателей от общефилософской методологии, призванной ограничивать область поиска истинной теоретической программы, порождают в науке кризисные ситуации. Осмысление подобных ситуаций привело к возникновению в современной западной методологии науки так называемого «исторического направления», представителями которого являются Т.Кун, И.Лакатос, П.Фейерабенд и др.

П.Фейерабенд, рассматривая роль философии в развитии науки, утверждал, что любое ограничение методов, любая абсолютизация тех или иных аспектов науки существенно снижает наши шансы в борьбе за истину. Это же относится и к философским системам. Стремление создать жесткую философскую концепцию, которая была бы единым каркасом научного знания или однозначным методологическим регулятивом, является, согласно Фейерабенду, следствием непонимания места и роли философии в развитии науки. Философия – это прежде всего та система знания, которая уничтожает самоуспокоенность ученых, исполняет роль критика, ниспровергателя абсолютов. Но тем не менее в самой науке в процессе ее развития всегда имеется некоторый концептуальный базис, сохраняющий и выполняющий свои функции в течение определенного времени. Рациональное реконструирование этого концептуального базиса осуществляется в результате пролиферации, то есть размножения конкурирующих, сменяющих друг друга альтернативных теорий. Создание таких теорий способствует их взаимной критике, уточнению исходных позиций, развивает мощь человеческого мышления и тем самым укореняет научный прогресс.

Т.Кун в дискуссиях по поводу проблемы соотношения философии и науки развивал и отстаивал идею о научной парадигме. Парадигма есть некая концептуальная схема, «дисциплинарная матрица», задающая модели проблем, их постановки и решения. Она признается всеми членами научного сообщества в качестве основы их исследовательской деятельности. Кун полагал, что именно с признания соответствующей парадигмы начинается история той или иной научной дисциплины и осуществляется нормальная научная деятельность. В процессе этой деятельности ученые заняты решением конкретных и специальных задач (головоломок), будучи уверенными в положительном результате, ибо на основе принятой парадигмы было уже решено множество подобных головоломок. Однако постепенно накапливаются аномальные факты, которые не укладываются в принятую парадигму. Это порождает в научном сообществе состояние неуверенности и недоверия к привычному стилю мышления. В результате наступает кризис в науке, начинается обсуждение фундаментальных проблем данной науки. До этого времени ученые были освобождены от размышлений об этих проблемах, поскольку они считались уже решенными прежней парадигмой. Кризис стимулирует поиск новых идей, которые могли бы служить основой новой парадигмы. Период смены парадигм Кун называл революцией в науке. При этом он утверждал, что невозможно установить строго логические отношения между сменяющими друг друга парадигмами: научные сообщества просто вытесняют друг друга. Ученые, овладевшие содержанием новой парадигмы, с этого момента воспринимают мир сквозь ее призму, а старые теории получают новую интерпретацию.

Образование новой парадигмы, представляющей, с точки зрения Куна, совокупность как метафизических (философских), так и частнонаучных компонентов, необходимо сопровождается решением таких важных для развития конкретно-научного знания общемировоззренческих вопросов, как «…каковы фундаментальные сущности, из которых состоит универсум? Как они взаимодействуют друг с другом и с органами чувств? Какие вопросы имеют право ставить в отношении таких сущностей и какие методы могут быть использованы для их решения?»[82] По Куну, демаркация науки и метафизики невозможна, поскольку метафизика имплицитно входит в ткань парадигмы.

Если Кун развитие науки понимал как смену парадигм, то И.Лакатос рассматривал историю науки как борьбу и смену конкурирующих научно-исследовательских программ. Научно-исследовательской программой Лакатос называл непрерывно связанную последовательность теорий, имеющих единые основополагающие принципы. Важным структурным элементом научно-исследовательской программы является «жесткое ядро», которое объединяет условно неопровержимые для всех входящих в программу теорий представления о реальности. Например, «жестким ядром» ньютоновской программы в механике было представление о том, что реальность состоит из частиц вещества, которые движутся в абсолютном пространстве и взаимодействуют между собой согласно закону всемирного тяготения.

Развитие научно-исследовательских программ регулируется особыми нормативными правилами. К ним Лакатос относил «негативную эвристику» и «позитивную эвристику». Эти правила называются так потому, что указывают те пути исследования, которые следует соответственно либо избегать, либо рекомендовать как наиболее предпочтительные.

«Негативная эвристика» запрещает в процессе проверки научно-исследовательских программ использовать при столкновении «жесткого ядра» с различного рода аномалиями (противоречащими ему фактами) отрицательную форму гипотетического силлогизма: «Если известно, что А влечет В, а также известно, что В ложно, то, следовательно, А ложно». Таким способом «негативная эвристика» образует «защитный пояс» вокруг «жесткого ядра», предохраняя его от опровергающих фактов и предлагая изобретать вспомогательные гипотезы. Каждая новая теория программы возникает как результат добавления вспомогательных гипотез к предыдущей теории.

«Позитивная эвристика» стимулирует выдвижение вспомогательных гипотез, расширяющих область применения программы, модифицирует и уточняет «защитный пояс» и позволяет ученым еще определенное время работать в рамках данной программы. Так продолжается до тех пор, пока программа остается прогрессивной, то есть разрабатываемые в ней более совершенные теории в состоянии предсказывать новые факты. Когда же возникает альтернативная научно-исследовательская программа, способная теоретически предсказывать ранее неизвестные факты, которые получают эмпирическое подтверждение, ученые принимают решение не участвовать в старой программе и приступают к разработке новой научно-исследовательской программы или же переходят на позиции уже существующей конкурирующей, прогрессивно развивающейся программы.

Основную задачу методологии Лакатос видел в рациональной реконструкции истории науки, но такая методологическая концепция не дает никаких конкретных рекомендаций современному ученому, а лишь оценивает уже существующие системы знания. «Современная методологическая концепция…представляет собой просто ряд правил…для оценки готовых, хорошо сформулированных теорий».[83]

В отечественной философии и методологии научного познания методологическая функция философии раскрывается, например, в концепции «оснований науки», которая активно разрабатывается В.С.Степиным. В качестве оснований науки он выделяет идеалы исследования, научную картину мира и философские основания. Эти основания науки организуют разнородные знания в некоторую целостность, определяют стратегию научного поиска и во многом обеспечивают включение его результатов в культуру соответствующей эпохи.

Содержание понятия «идеал научного исследования» определяется целевой ориентацией науки, ее стремлением к объективной истине и практической реализации научных достижений. И поскольку осуществление научной деятельности предполагает не только получение знания об объективных законах реального мира, но и определение значимости искомого результата, то в процессе познания изучаемым объектам придается определенная ценность. Поэтому идеалы науки – это целевые и ценностные установки науки, которые позволяют достигнуть максимально обоснованного и доказательного знания.

Средствами достижения идеала научного исследования выступают развитие мыслительных способностей ученых к анализу и обобщению, к доказательству и опровержению, к постановке и поиску решения задач, к формулированию и проверке гипотез, а также организация научных исследований через распределение функций и установление взаимоотношений между специалистами, образующими исследовательский коллектив.

Система доказательности и аргументированности, описания и объяснения, построения и организации знания выражает определенный стиль научного мышления. Каждая историческая эпоха создает свой стиль научного мышления, а последний в свою очередь строит по своему образу и подобию науку этой эпохи. Это позволяет говорить о едином стиле мышления той или иной эпохи как о некотором инварианте, который по-разному проявляет себя в зависимости от конкретных особенностей изучаемых объектов. Вопрос о стиле мышления – это вопрос и о выборе всеобщей идеи, которая выражает сущность определенной эпохи и приобретает значение методологической ценности. В современную эпоху, например, такую методологическую ценность приобретает идея культуры, понимаемая как мера гуманизма общества.

В стиле научного мышления, как в зеркале, отражается картина мира, господствующая в определенную историческую эпоху. Научная картина мира представляет собой прежде всего предметное знание и характеризует самые существенные представления науки с их содержательной стороны.

Научная картина мира – это совокупность знаний о мире, выработанных конкретными науками на основе эмпирического исследования и теоретического осмысления. Научная картина мира складывается в результате синтеза знаний, получаемых в различных науках на разных этапах своего исторического развития. Однако она выступает не просто как форма систематизации знания, но и как исследовательская программа, которая целенаправляет постановку задач эмпирического и теоретического поиска и выбора средств их решения.

Философские основания науки обосновывают как идеалы науки, так и содержательные представления научной картины мира, а также обеспечивают включение научного знания в культуру путем состыковки новых идей и методологических подходов с господствующим мировоззрением той или иной исторической эпохи, с ценностями ее культуры.