Структура науки как системы знания

Наука представляет собой систему различных типов знания, взаимодействующих друг с другом. В этой системе есть основания, обеспечивающие ее целостность и включение результатов научных исследований в культуру. Принято считать, что основания науки включают в себя:

• 1. Идеалы (цели познания) и нормы научного исследования;
• 2. Научную картину мира;
• 3. Философские идеи и принципы.

Идеалы науки — это ее цели, то, ради чего ведется познание мира. В классической науке идеалом познания считалась истина, в неклассической и постнеклассической — понимание. Но само понимание как цель науки вещь чрезвычайно неопределенная. Его определяют как возникающее у человека «чувство, что найдено удовлетворительное объяснение какого-то аспекта реальности» . Поскольку оно возникает у отдельного человека (субъекта познания), то оно субъективно: у каждого оно складывается в зависимости от его личного опытов, личных навыков, и поэтому то, что кажется понятным и очевидным одному человеку, может быть не понятным другому человеку.

В качестве наглядного примера различного понимания одного и того же простого предмета можно привести известные в науки случаи, когда людям, слепым от рождения или потерявшим зрение в раннем детстве, в зрелом возрасте зрение возвращали. Им требовалось много времени — от года до нескольких лет — чтобы научиться видеть, различать предметы не на ощупь, а зрительно. Один пациент, когда ему показали апельсин спустя неделю после того как он начал видеть, сказал, что он золотой. На вопрос «Какой он формы?» он ответил: «Дайте мне пощупать его, и я скажу». Ощупав его, он сказал, что это апельсин. Затем он долго вглядывался в него и сказал: «Да, я вижу, что он круглый». Когда затем ему показали синий квадрат, он сказал, что это синий круг. Когда ему показали углы, он сказал: «А, да, теперь я понимаю, можно увидеть, каковы они на ощупь». То есть этот человек новые для него зрительные ощущения соотносил с привычными ему тактильными ощущениями, чтобы узнавать предметы. Это обусловлено тем, что мы видим с помощью мозга, а не только глазами. Мы обучаемся видению и подвержены тем стереотипам и схемам, которые складываются в процессе обучения.

Различные стереотипы понимания обусловливаются также разными культурами и разным временем: то, что удовлетворяло людей 100 лет назад, сегодня может оказаться непригодным (как объяснение общественных процессов на основании марксизма — они казались очевидными советским людям, но были официально отвергнуты с началом перестройки). Несмотря на всю расплывчатость и неопределенность понятия «понимание», субъективное чувство от понимания аспекта действительности оказывается очень сильным и является одной из побудительных причин занятия наукой.

Понимание, которое является целью науки, выражается в виде законов или принципов науки. Они позволяют видеть причину происшедшего и предсказывать, что произойдет (поэтому говорят, что научное знание выполняет объяснительную и предсказательную функции). Научные законы, с одной стороны, объединяются в системы в рамках научных теорий, с другой, — научные законы выводятся как обобщения фактов и подвергаются проверке на опыте (эмпирической проверке) .

С точки зрения обыденного мышления научный факт — это вещь очевидная и простая (как, например, факт вращения Солнца вокруг Земли). Однако история науки показывает, что это далеко не так. Научные факты определяются в философии науки как-то, на что подразделяется мир, как события. Известный английский философ науки и логик Л. Витгенштей в своем Логико-философском трактате написал: «Мир — целокупность фактов, а не предметов». Научные факты выражаются в особого рода предложениях — протокольных предложениях. Примерами протокольных предложений могут служить такие, как «Идет дождь», «Под столом сидит кошка», «Этот порошок — соль» .

Факты вовсе не очевидны, поэтому не только «собираются» учеными, они еще и «добываются». В любом объекте реальности существует множество сторон, качеств, он вступает во множество отношений с другими объектами. Чтобы выделить из этого многообразия отдельные стороны объекта, превратить его в предмет научного изучения и обнаружить связанные с ним научные факты, нужно, во-первых, принять какую-то гипотезу (предположение) или теорию, определяющую направление исследований объекта (поэтому говорят, что факты всегда неразрывно связаны с теорией, концептуально нагружены), во-вторых, нужно быть специально подготовленным, чтобы заметить нужные стороны объекта. К примеру, специалист-палеонтолог увидит в куске кости ископаемого животного много интересных фактов, а неподготовленный человек не увидит ни одного.

Факты составляют опытный (эмпирический) базис науки. Их количество постоянно увеличивается, факты систематизируются, на их основе выводятся законы — общие правила, которым подчиняются наблюдаемые явления.

Таким образом, можно сказать, что целью современной науки являются: понимание, научные факты, научные законы и теории.

Нормами научного исследования являются методы науки — способы получения знаний, или достижения понимания. В науках о природе используются две основные разновидности методов: эмпирические (опытные) и теоретические (внеопытные).

Эмпирические методы используются для исследования объектов реальности, а теоретические методы используются для работы с различными концептуальными (понятийными) системами и моделями в рамках некоторой теории. К эмпирическим методам относятся: наблюдение, описание, измерение, объяснение, сравнение, классификация, эксперимент, обобщение и т. д.; к теоретическим — формализация, математические методы, аксиоматический метод, переход от абстрактного к конкретному и др. С этими методами вы на практике знакомились в школе, когда изучали физику, химию, биологию и т. д.

Наблюдение — это преднамеренное и целенаправленно восприятие предмета исследования, обусловленное задачей деятельности. Например, во всех государствах ведется наблюдение за погодой (и для этого существуют специальные государственные службы), потому что погодные условия влияют на все сферы деятельности людей — промышленность, сельское хозяйство, энергетику, водный и воздушный транспорт и пр.

Описание состоит в перечислении всех наблюдаемых признаков исследуемого объекта, без выделения главных и второстепенных. К примеру, если вы возьмете энциклопедию животных или растений, то в статьях о них вы найдете очень подробные их описания (а иногда и фотографии), по которым можете составить довольно полное представление, даже если вы никогда не видели их воочию.

Измерение — процедура сравнения данной величины с другой величиной, принятой за эталон (единицу). К примеру, температуру можно померить по разным эталонам (шкалам) — по Цельсию, Фаренгейту, Реомюру.

Объяснение — включение исследуемых явлений в структуру определенных связей, раскрывающее их сущность. Например, Вы встречаете в тексте термин, который не понимаете (гравитация). Чтобы понять его, Вам нужно знать какой предмет или свойство предмета он обозначает, то есть к какой части реальности относится и в каких отношениях с другими частями реальности состоит. Если Вам объяснят, что «гравитация» — это вид взаимодействия между всеми материальными телами, проявляющегося во взаимном притяжении тел, то у Вас возникнет понимание смысла термина.

Сравнение — способ систематизации знаний об объектах посредством выявления их сходств и различий. К примеру, астрономы, исследуя другие планеты, на которых человек пока не был, сравнивают их с Землей: есть атмосфера или нет, температура поверхности больше или меньше земной, сила тяготения больше или меньше земной и т. п.

Классификация — систематизация исследуемых объектов, в которой они представляются в виде системы классов, или групп, выделяемых по сходству признаков объектов. Пример классификации — периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева.

Эксперимент — изучение объекта в специально заданных, воспроизводимых условиях путем их контролируемого измерения. Эксперименты начинают широко использоваться в науке только в Новое время. К примеру, изучая свойства металлов, ученые экспериментировали с ними: помещали их в разные химические и температурные среды, пропускали через них электрический ток, измеряли и записывали изменениях в их состоянии и поведении.

Обобщение — мысленный переход от единичных случаев к общим положениям. Допустим, с помощью обобщения на основе экспериментальных фактов было получено утверждение: «Все металлы электропроводны» .

Теперь поговорим о теоретических методах. Формализация — это представление содержательного знания посредством некоторого исчисления (системы символов и правил оперирования этими символами). К примеру, когда мы записываем формулы законов физики и химии и затем с помощью этих формул решаем различные задачи, мы используем метод формализации.

Математические методы представляют собой использование понятий и методов математики для количественного анализа исследуемых явлений. Примером применения математических методов могут служить расчеты необходимого количества топлива для космического корабля с определенным грузом, отправляющегося на Марс, расчет длительности этого полета и т. п.

Аксиоматический метод представляет собой метод построения научных теорий на основе аксиом (самоочевидных утверждений, истинность которых принимается без доказательств) и ранее выведенных из них утверждений. Впервые аксиоматический метод применил Евклид в своей классический системе геометрии, хотя понятие аксиомы появилось гораздо позже во Франции, в логике Пор-Рояля (1662 г.).

Переход от абстрактного к конкретному является методом развития научных теорий. Он состоит в поиске новых научных фактов на основании некоторой теории. Найденные факты могут как обогатить теорию новыми утверждениями, так и обнаружить в ней противоречия, то есть ее несовершенства, и стать основанием опровержения данной теории.

Идеалы и нормы научного исследования меняются от одной исторической эпохи к другой, определяются культурой эпохи и влияют на нее. Так, например, для обоснования научного знания в эпоху Средних веков опыт не имел решающего значения, поскольку ценностные установки этого времени истинным знанием позволяли считать не проверенные на опыте знания, а те, которые освящались божественным авторитетом. Задача познания усматривалась в том, чтобы выявлять божественный план бытия мира и человека, скрытый в объектах и явлениях реальности. В Новое время эталоном обоснованности стал эксперимент, поскольку главной целью познания стало раскрытие природных свойств изучаемых объектов и получение практически полезного знания о них.

Идеалы и нормы науки задают общую схему процесса познания, определяют, как будет выглядеть научная картина мира.

До ХХ века, как отмечалось выше, не осознавалось различие между научной и философской картинами мира, и отношения между философией и наукой были запутанными. Вот почему «научные» картины мира в разные периоды истории содержали различные вненаучные компоненты. В эпоху античности естественнонаучные знания входили в единую нерасчлененную систему знания, в которой своеобразное «руководящее» положение занимала философия, — картина мира была онтологической (мир в ней объяснялся как «бытие»). В Средние века наука в западных странах выступала «служанкой богословия». Тогдашний уровень развития производства и техники не нуждался в систематическом изучении природы, стимулов для развития естествознания было мало, и картина мира оказалась теологической (мир в ней представал как грандиозное божественное творение).

В эпоху Возрождения картина мира становится натурфилософской, потому что в ней мир объясняется как природа (лат. «натура»), но умозрительно, ведь современной науки еще не было. Научная картина мира начинает вырабатываться вместе с началом формирования естествознания в ХVII веке. Поскольку среди других наук на роль лидера больше всего претендовала физика, не сразу отделившаяся от философии, то первоначально она была (как сама физика) механистической и метафизической. Когда в первой половине ХIХ в. метафизика под натиском позитивизма окончательно утратила всякий авторитет, то картина мира перестала быть метафизической и стала чисто физической, оставаясь при этом механистической.

Затем с конца ХIХ — начала ХХ вв. происходит разделение естествознания и философии, и в естествознании, где в это время лидирует электродинамика, формируется электродинамическая картина мира. Существует она недолго и в первой половине ХХ в. неклассическая физика конструирует квантово-релятивистскую картину мира. Что касается постнеклассической научной картины мира, то она считается сегодня эволюционно-синергетической, поскольку мировое целое рассматривается в ней как развивающееся и состоящее из открытых самоорганизующихся систем. Изменения научной картины мира представлены в приложении № 2.

Итак, согласно современным научным взглядам на природу, все природные объекты представляют собой упорядоченные, структурированные, иерархически организованные системы разных уровней внутри мирового целого.

В естественных науках выделяются два больших класса материальных систем: системы неживой природы и системы живой природы.

В неживой природе выделяются три больших уровня строения материи.

Микромир — мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых объектов, пространственная размерность которых исчисляется от 10 -8 до 10 — 16 см, а время жизни — от бесконечности до 10 -24 с.

Макромир — мир объектов, размерность которых соотносима с масштабами человеческого опыта: пространственные величины выражаются в миллиметрах, сантиметрах, метрах и километрах, а время — в секундах, минутах, часах, годах.

Мегамир — мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в котором измеряется световыми годами, а время существования космических объектов — миллионами и миллиардами лет.

И хотя на этих уровнях действуют свои специфические закономерности, микро-, макрои мегамиры теснейшим образом взаимосвязаны.

На каждом структурном уровне выделяют и исследуют подуровни организации материи: элементарные частицы, атомы, молекулы, поля, физический вакуум, макроскопические тела, а также соответствующие системы: планеты и планетные системы, звезды и звездные системы — галактики, системы галактик — метагалактику.

В живой природе к структурным уровням организации материи относят системы доклеточного уровня — нуклеиновые кислоты и белки; клеточного уровня — клетки как особый уровень биологической организации, представленные в форме одноклеточных организмов и элементарных единиц живого вещества; организменного уровня — многоклеточные организмы растительного и животного мира; надорганизменные структуры, включающие виды, популяции и биоценозы, и, наконец, биосферу как всю массу живого вещества.

В природе все взаимосвязано, поэтому можно выделить такие системы, которые включают элементы как живой, так и неживой природы — биогеоценозы.

Все это многообразие структурных уровней организации материи в природе представлено в приложении № 3.

Естественные науки, начав изучение материального мира с наиболее простых непосредственно воспринимаемых человеком материальных объектов, переходят далее к изучению сложнейших объектов глубинных структур материи, выходящих за пределы человеческого восприятия и несоизмеримых с объектами повседневного опыта.

Применяя системный подход, естествознание не просто выделяет типы материальных систем, а раскрывает их связь и соотношение.

А какие функции исполняют в структуре науки философские идеи и принципы? Во-первых, философия является рационализированным мировоззрением, то есть учением о мире, построенным с помощью разума на материале рационального знания. Мировоззрение представляет собой целостное «видение» мира, его модель. Каждая частная наука собирает факты для получения знаний об отдельных аспектах или подсистемах мира, причем в рамках существующих моделей мира. Модель определяет направления исследований, поэтому говорят, что философия задает направления научной деятельности. Во-вторых, философия задает основания научной деятельности, разрабатывая теорию познания. В-третьих, философская картина мира синтезирует все виды знания, вписывая его в целостную картину бытия. Философия может либо отбросить какой-либо факт, не признать его за «научный», если он не вписывается в модель бытия, либо изменить саму модель, если она противоречит научным фактам. Эту функцию философии в культуре по отношению к науке называют интегрирующей. Благодаря такому сложному взаимодействию происходит развитие обеих: науки, и философии.

В-четвертых, философия осуществляет этическую экспертизу научных исследований и их результатов. наука доказательность знание.

В-пятых, философия способствует росту научного знания не только благодаря своей способности задавать основания научной деятельности через разработку теории познания, но и благодаря своей способности открывать новые проблемные области, исследование которых требует возникновения новых частных наук. То есть философия в рамках единой картины мира может ставить вопросы, на которые сама она ответить не в силах, потому что у нее нет конкретно-научных методов, и тогда для решения поставленных вопросов возникает специальная наука. Так в свое время от философии отпочковались физика и химия, а из последних примеров такого рода можно указать на социологию, политологию и глобалистику. Выделенная способность философии называется функцией " интеллектуальной разведки" .