Принципы и нормы развития научного знания

Процесс развития научных знаний характеризуют:

> взаимодействие картины мира (мировоззрения) и опытных фактов;

> формирование первичных теоретических схем и законов;

> становление развитой теории.

Взаимодействие мировоззрения и опытных фактов может реализовываться в двух вариантах:

во-первых, на этапе становления новой области знания (научной дисциплины), нового типа мировоззрения;

во-вторых, в теоретически развитых дисциплинах при эмпирическом обнаружении и исследовании принципиально новых явлений, которые не вписываются в уже имеющиеся теории.

На этапе зарождения научной дисциплины происходит накопление эмпирического материала и его первоначальное осмысление. Для этого часто используется умозаключение по аналогии (парадейгма). Парадейгма — это ход мысли от частного к общему вероятному, а затем от этого общего вероятного к новому частному. Этот метод является неизменным спутником и предпосылкой экспериментального изучения природы. Еще в VII в. до н. э. Анаксагор предлагал считать, что если раскаленный камень похож на Солнце, то можно предполагать, что Солнце — это большой раскаленный камень. А в 1600 г. н. э. английский ученый У. Гильберт исследовал поведение магнитной стрелки, помещаемой в разных точках шарового магнита. Полученные данные он сравнил с известными из практики мореплавания фактами ориентации магнитной стрелки относительно Земли. Из сравнения этих данных Гильберт заключил, что Земля есть шаровой магнит. По аналогии с представлениями о Земле как «большом магните» Гильберт включает в картину мира представления о планетах как о магнитных телах. Он высказывает гипотезу о том, что планеты удерживают на их орбитах силы магнитного притяжения; вводит в язык науки понятие «электричество». В это время силу рассматривали как результат соприкосновения тел. Новая трактовка силы была преддверием будущих представлений механической картины мира, в которой передача сил на расстоянии рассматривалась как источник изменений в состоянии движения тел.

Полученные из наблюдения факты могут не только видоизменять сложившуюся картину мира, но и привести к противоречиям в ней и потребовать ее перестройки. Лишь пройдя длительный этап развития, картина мира очищается от натурфилософских наслоений и превращается в научную картину мира, конструкты которой вводятся по признакам, имеющим опытное обоснование.

В истории науки первой осуществила такую эволюцию физика. В XVII в. она создала механическую картину мира. В се становлении решающую роль сыграли новые мировоззренческие идеи и новые идеалы познавательной деятельности, сложившиеся в культуре эпохи Возрождения и Нового времени. Осмысленные в философии, они предстали в форме принципов, которые обеспечили новое видение накопленных предшествующим познанием и практикой фактов и позволили создать новую систему представлений о мире.

Важнейшую роль в этом сыграл принцип материального единства мира, исключающий схоластическое разделение на земной и небесный мир, принцип причинности и закономерности природных процессов, а также принцип 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.

Впоследствии картины мира, возникавшие в других областях естествознания, испытывали воздействие физической картины мира как лидера естествознания и, в свою очередь, оказывали на физику активное воздействие. В самой физике построение каждой новой картины мира происходило не путем выдвижения натурфилософских схем с их последующей адаптацией к опыту, а путем преобразования уже сложившихся физических картин мира, конструкты которых активно использовались в последующем теоретическом синтезе.

Взаимодействие картины мира и эмпирического материала существенно, когда наука сформировала слой конкретных теорий, а эксперимент и наблюдение способны обнаружить объекты, не объясняемые в рамках существующих теоретических представлений. Новые объекты изучаются эмпирическими средствами, и картина мира начинает регулировать процесс такого исследования, испытывая обратное воздействие его результатов. Пока не создано адекватной теории, признанная картина мира играет критическую роль в отборе фактов, постановке экспериментов, обосновании научности выдвигаемых гипотез, новых понятий и принципов.

Большинство наук значительно позже физики вступили в стадию теоретизации, связанную с формированием конкретных теоретических моделей и законов, объясняющих факты. Поэтому в этих науках зачастую доминируют ситуации эмпирического поиска, в которых картина реальности берег на себя функции теоретического программирования опыта и развивается под его воздействием. При этом в науке одновременно могут соперничать альтернативные картины реальности, каждая из которых выполняет роль исследовательской программы, предлагая свою постановку исследовательских задач и интерпретацию эмпирического материала. Примером этого могут служить: в биологиигипотезы Кювье и Ламарка, в химии — теория флогистона Бехера-Шталя и теория о химических элементах Лавуазье, в исторической науке и социологии — картины социальной реальности, предложенные Марксом. Например, Тойнби и Сорокин выдвигали различные типы задач при исследовании конкретных исторических ситуаций.

Арнольд Тойнби (1889−1975) основное внимание уделял фактам, которые могли бы свидетельствовать об особенностях каждой выделенной им цивилизации. Эти факты должны были способствовать обоснованию идеи о циклическом характере цивилизационного развития, в основании которого лежит иерархия социальных ценностей и концепция смысла жизни. Соответственно этим задачам происходил отбор фактов и их интерпретация.

Питирим Сорокин (1889−1968) также акцентировал внимание историка на исследовании фундаментальных ценностей, которые определяют тип культуры и соответствующий ей тип социальных связей. Здесь основная задача состояла в выявлении фактов, обосновывающих типологию культур, соответствующую, согласно Сорокину, трем основным типам мировосприятия (чувственному, рациональному и интуитивному). Историки и социологи, разделяющие эту систему представлений, сосредоточивают усилия на анализе того, как проявляются фундаментальные ценности в различных состояниях религиозной жизни, в философской и этической мысли, в политике и экономических отношениях.

Карл Маркс (1818−1883) пришел к выводу о том, что главное в исследовании исторического процесса состоит в анализе изменений способа производства, классовой структуры общества, выяснении зависимости духовной жизни от господствующих производственных отношений. История человечества была представлена как процесс смены общественноэкономических формаций.

Пересмотр принципов картины реальности под влиянием новых фактов всегда предполагает обращение к философско-мировоззренческим идеям. Это относится в равной мере и к естествознанию, и к социальным наукам.

Анализ различных научных дисциплин позволяет сделать вывод об универсальности познавательных ситуаций, связанных с функционированием специальных научных картин реальности в качестве исследовательских программ, непосредственно регулирующих эмпирический поиск, и об их развитии под влиянием эмпирических фактов.

В классической науке картина мира выступает одним из условий построения теоретических схем, составляющих ядро конкретных научных теорий.

В теоретически развитых дисциплинах объяснение и предсказание эмпирических фактов осуществляется уже не непосредственно на основе картины мира, а через применение создаваемых теоретических схем (моделей) и связанных с ними теоретических законов, которые служат опосредующим звеном между картиной мира и опытом.

В развитой науке теоретические схемы вначале создаются как гипотетические модели, а затем обосновываются опытом. Их построение осуществляется за счет использования абстрактных объектов, ранее сформированных в сфере теоретического знания и применяемых в качестве материала при создании новой модели.

Например, при создании планетарной модели атома представления о центре потенциальных отталкивающих сил внутри атома (ядро) и электронах были заимствованы из теоретических знаний механики и электродинамики. В 1904 г. планетарная модель атома, как гипотеза, была выдвинута физиком X. Нагаока. В 1912 г. она нашла свое подтверждение в результате обобщения результатов опытов Резерфорда.

В связи с этим возникает вопрос об исходных предпосылках, которые ориентируют исследователя в выборе и синтезе основных компонентов создаваемой гипотезы. Такие основания, как правило, создает принятая исследователем картина мира, которая дает общие представления о структуре природных взаимодействий, позволяя обнаружить общие черты у различных предметных областей науки.

Картина мира «подсказывает», откуда можно заимствовать абстрактные объекты и структуру, соединение которых приводит к построению гипотетической модели новой области взаимодействий. Использование аналогии позволяет соединить уже известную структуру с новыми элементами. В результате возникает гипотетическая модель, которая выражает существенные черты новой предметной области. Эти операции можно называть конструктивным введением объектов в теорию, а теоретическую схему — конструктивно обоснованной.

Конструктивное обоснование гипотезы (В. С. Стёпин; В. П. Бранский) приводит к постепенной перестройке первоначальных вариантов теоретической схемы до тех пор, пока она не будет адаптирована к соответствующему эмпирическому материалу. Перестроенная и обоснованная опытом теоретическая схема затем вновь сопоставляется с картиной мира, что приводит к уточнению и развитию последней. Например, после обоснования Резерфордом представлений о ядерном строении атома такие представления вошли в физическую картину мира, породив новый круг исследовательских задач — строение ядра, особенности «материи ядра» и т. д. Оказалось, что признак электрона «двигаться по орбите вокруг ядра» противоречит другому его фундаментальному признаку — «излучать при ускоренном движении». Поскольку движение по замкнутой орбите является ускоренным, электрон должен излучать, терять свою энергию и падать на ядро. Следовательно, атом, если бы он был устроен так, как предполагает планетарная модель, не мог быть стабильным. Было определено слабое звено модели — представление об электронной орбите. Этот абстрактный объект, введенный на этапе формирования гипотезы, не имел коррелята ни в одном из экспериментов. Стремление локализовать, а затем и элиминировать неконструктивный элемент — «электронную орбиту», опираясь на анализ специфики атомных экспериментов, было главным импульсом, который вызвал перестройку модели Резерфорда в квантовомеханическую модель атома.

Таким образом, генерация нового теоретического знания осуществляется в результате познавательного цикла, который заключается в движении исследовательской мысли от оснований науки, и, в первую очередь, от обоснованных опытом представлений картины мира к гипотетическим вариантам теоретических схем. Эти схемы затем адаптируются к тому эмпирическому материалу, на объяснение которого они претендуют. Теоретические схемы в процессе такой адаптации перестраиваются, насыщаются новым содержанием и затем вновь сопоставляются с картиной мира, оказывая на нее активное обратное воздействие. Развитие научных понятий и представлений осуществляется благодаря многократному повторению этого цикла, в котором происходит взаимодействие «логики открытия» и «логики оправдания гипотезы» — взаимосвязанных аспектов развития теории. В ходе обоснования происходит развитие содержания научных понятий, что, в свою очередь, формирует концептуальные средства для построения будущих гипотетических моделей науки и новой картины реальности.

Новая система представлений о реальности не сразу выходит из гипотетической стадии и не сразу принимается большинством исследователей. Многие из них могут придерживаться старой картины мира, которая получила свое эмпирическое, теоретическое и философское обоснование на предшествующих стадиях научного развития. Рассогласование между ней и новыми теоретическими моделями или результатами эксперимента воспринимается такими исследователями как временная аномалия, которая может быть устранена в будущем путем коррекции теоретических схем и выработки новых моделей, объясняющих опыт.

Развитие теоретического знания на уровне частных теоретических схем и законов подготавливает переход к построению развитой теории. Исходную программу теоретического синтеза задают принятые исследователем идеалы познания и картина мира, которая определяет постановку задач и выбор средств их решения.

В современной науке идеалами, которым должна удовлетворять создаваемая теория, являются:

> объяснение различных явлений с помощью небольшого числа фундаментальных законов;

> организация теории как дедуктивной системы, в которой законы формулируются на языке математики.

Универсальной операцией построения новой теории как при формировании частных теоретических схем, так и при их обобщении в развитую теорию является применение аналогий, которые позволяют применить известные уравнения в новой ситуации, что изменяет их физический смысл и сопровождается введением новых абстрактных объектов. Например, при поиске обобщающей теории электромагнетизма Ампер и Вебер использо;

вали аналоговые модели и математические структуры из ньютоновской механики материальных точек, а Максвелл, учитывая работы Фарадея, выстраивал аналоговые модели, исходя из механики сплошных сред и соответствующих гидродинамических уравнений. Как результат в картине исследуемой реальности возникли представления об электрическом поле как особой самостоятельной субстанции и о распространении электромагнитных волн.

Процесс выдвижения научных гипотез имеет ряд особенностей.

Во-первых, сам поиск гипотезы не может быть сведен только к методу проб и ошибок. В формировании гипотезы существенную роль играют принятые исследователем основания, которые направляют творческий поиск, генерируя исследовательские задачи и очерчивая область средств их решения. Каждый исследователь обладает определенным мировоззрением — совокупностью модельных представлений, сквозь призму которых рассматриваются новые ситуации. Модельные представления задают образ структуры (гештальт), который переносится на новую предметную область и по-новому организует ранее накопленные элементы знаний об этой области (понятия, идеализации и т. п.).

Во-вторых, формирование гипотезы не является результатом индивидуального творчества ученого. Поиск гипотезы, включающий выбор аналогий и подстановку в аналоговую модель новых абстрактных объектов, детерминирован не только исторически сложившимися средствами теоретического исследования. Он детерминирован также образцами исследовательской деятельности, обеспечивающими решение новых задач. Такие образцы включаются в состав научных знаний и усваиваются в процессе обучения. Сохранение и передача теоретических знаний означает также и передачу образцов деятельности по решению задач. Новая гипотеза чаще всего генерируется, но схеме картина мира — аналоговая модель — подстановка в модель новых абстрактных объектов. Подтвержденная гипотеза превращается в теорию. Поэтому логика формирования гипотетических моделей является составляющим моментом логики формирования научной теории.

В-третьих, в основе процесса формирования гипотезы лежит соединение абстрактных объектов, взятых из одной области знания, со структурой, заимствованной из другой области знания. В новой системе отношений абстрактные объекты наделяются новыми признаками, и это приводит к появлению в гипотетической модели нового содержания, которое может соответствовать еще не исследованным связям и отношениям.

Используя аналоговые модели, строится обобщающая гипотетическая модель, которая должна обеспечить интерпретацию исследуемых явлений и ассимилировать теоретические схемы соответствующего блока знаний. Но на этом обоснование не заканчивается. Необходимо убедиться, что новое обобщение не разрушило прежнего конструктивного содержания. Для этого необходимо показать, что новая теоретическая модель включает в себя прежние модели как свой частный случай. Эту процедуру в литературе, но методологии науки иногда определяют как «принцип дополнительности» — наиболее перспективной является такая гипотеза, которая включает в себя прежнюю теорию как свой частный случай.

Например, на заключительной стадии формирования теории электромагнитного поля было доказано, что на основе теоретической модели электромагнитного поля можно получить в качестве частного случая теоретические схемы электростатики, постоянного тока, электромагнитной индукции, а из уравнений электромагнитного поля можно вывести законы Кулона, Ампера, Био-Савара, законы электростатической и электромагнитной индукции, открытые Фарадеем.

Процесс становления теории на заключительной стадии воспроизводится в обратном порядке — в форме развертывания теории, вывода следствий из основных положений. Каждый такой вывод может быть рассмотрен как изложение некоторого способа и результата решения теоретических задач. Таким образом, образцы решения задач автоматически включаются в теорию в процессе ее генезиса. Процесс функционирования теории неизбежно приводит к формированию в ней новых образцов решения задач. Они включаются в состав теории наряду с теми, которые были введены в процессе ее становления.

Одной из главных форм развития научного знания выступает проблема. Постановка проблемы предполагает существование чего-то неизвестного. Но в то же время это «что-то» должно быть каким-то образом выделено. Главная характеристика проблемы — выявление границы знания и незнания.

Проблемные ситуации возникают как в практической деятельности, так и в самой науке. Постановка научной проблемы опирается на анализ проблемной ситуации в той или иной предметной области науки. Проблема должна быть не только обозначена, но также сформулирована и обоснована, чтобы ее признали в статусе научной. Для этого ее необходимо насколько возможно очистить от субъективных, индивидуальных, эмоциональных моментов и выразить понятийным языком соответствующей дисциплинарной области науки.

Определение проблематики научных исследований требует глубокого понимания тенденций развития практики и науки. Постановка больших и важных проблем может определить развитие целых отраслей науки на многие годы и даже десятилетия. Для ученого очень важно оценить проблему. В отличие от предметного знания проблемы не могут быть ни истинными, ни ложными. Их оценивают с точки зрения других критериев — значимости, важности, актуальности, разрешимости.

Вопросы для самопроверки

• 1. Уровни, формы и методы научного познания.
• 2. Основания науки.
• 3. Динамика науки как процесс порождения нового знания.
• 4. Особенности социогуманитарного знания и взаимоотношения с другими науками.
• 5. Особенности объектно-субъектных отношений в общественных науках.
• 6. Типы познавательных процедур.
• 7. Особенности эмпирического исследования и его результатов.
• 8. Структура теоретического исследования и формы его результатов.
• 9. Гипотеза, ее обоснование и требования.
• 10. Теория как вид достоверного знания.