Научные теории, их типы

Что представляет собой теория? Вопрос этот далеко не тривиален. Ответом на него может быть лишь развернутое воспроизведение структуры теории. Пока дадим предварительное определение: теория — это форма достоверного научного знания о некоторой совокупности объектов, представляющая собой систему взаимосвязанных утверждений и доказательств и содержащая методы объяснения и предсказания явлений данной предметной области.

Вопросы, связанные со строением и функциями научных теорий, вряд ли могут быть совершенно одинаково решены для различных типов теорий. Поэтому имеет смысл, сначала выделить типы теорий.

Все научные теории можно разделить на два больших класса. К первому классу относят логико-математические теории, которые часто называют формальными, поскольку они лишены конкретного содержания и могут применяться в самых разных предметных областях. Второй класс составляют содержательные теории, исследующие объект с точки зрения его содержания.

Содержательные теории, к которым относятся теории естествознания, в отличие от логико-математических теорий, генетически связаны с опытом, научной практикой. В логико-математических теориях прямая связь с практикой отсутствует, а генетическая присутствует лишь опосредованно и в рамках логики и математики как таковых не учитывается. Геометрия, как известно, переводится как «землеизмерение», и в своих истоках была действительно связана с измерениями земельных участков в Древнем Египте, но установить связь современных систем геометрии с данным действием невозможно.

Логико-математические теории делятся на аксиоматические теории математики и теории математической логики.

К аксиоматическим теориям относятся все теории математики, начиная от геометрии Евклида и заканчивая общей теорией множеств.

Структура таких теорий включает в себя следующие компоненты:

• • первичные, или неопределяемые понятия;
• • аксиомы или постулаты;
• • определения_у с помощью которых вводятся производные понятия;
• • логические аксиомы и правила вывода_у посредством которых выводятся теоремы из аксиом.

К логико-математическим теориям относятся теории современной математической логики, в которых описывается одновременно объект и процедура его получения.

Основные требования, предъявляемые к формализованным теориям логики и математики, являются требования полноты и непротиворечивости.

Содержательные теории, к которым относятся все теории естественных наук, включают в себя три типа:

• • описательные;
• • математизированные;
• • гипотетико-дедуктивные.

В описательных научных теориях на основании многочисленных опытных (эмпирических) данных ученые описывают определенную группу явлений. На основе этих эмпирических данных формулируются общие законы, которые становятся базой теории. Теории этого типа формулируются в обычных естественных языках с привлечением лишь специальной терминологии соответствующей области знания. Описательные теории носят по преимуществу качественный характер. К ним можно отнести эволюционную теорию Ч. Дарвина, теорию условных рефлексов И. II. Павлова, теорию этногенеза Л. Гумилева и многие другие. С таких теорий большинство естественных наук начинало свое развитие, и целый ряд описательных теорий сыграл (и до сих пор играет) огромную роль в развитии естественно-научного познания.

Математизированные теории представляют собой теории, широко использующие количественный язык и создающие математические модели для описания и объяснения соответствующего эмпирического материала.

Для них характерен переход от качественных понятий к количественным понятиям (величинам) и связанное с этим широкое использование измерительных процедур и построение на этой базе математических моделей изучаемых явлений. Первым образцом математизированной физической теории была механика И. Ньютона, который изобрел дифференциальное и интегральное исчислениие для математического описания скорости и ускорения. К математизированным теориям относятся теории классической физики: теория электродинамики и равновесной термодинамики. В настоящее время они широко представлены в физике, химии, в ряде разделов современной биологии, физиологии и психологии.

Гипотети ко-дедуктивные теории представляют собой высший тип развития содержательных теорий естествознания. В основании гипотетико-дедуктивных теорий лежат базовые постулаты (аксиомы), к которым добавляется гипотеза, возведенная в ранг аксиомы. В достаточно развитых естественных науках гипотетико-дедуктивные теории представляют собой разветвленную сеть гипотез, связанных отношением логической дедукции. Принцип упорядочения различных элементов теории здесь тот же, что и в аксиоматических теориях: основой всех дальнейших рассуждений является логический вывод, или дедукция. Специфика гипотетико-дедуктивных теорий состоит в том, что в них устанавливается строгая последовательность уровней, на которых располагаются соответствующие гипотезы по их общности, глубине и, следовательно, логической силе. Однако, в отличие от аксиоматических теорий математики, их теоретические термины обязательно сопоставляются с терминами наблюдения, т. е. гипотетико-дедуктивная теория всегда содержит эмпирическую интерпретацию. Такая теория должна быть обязательно проверена на практике.

В качестве примера гипотетико-дедуктивных теорий можно привести прежде всего теории неклассической физики: специальную и общую теории относительности, квантовую механику, квантовую теорию поля.