«Научная революция» как этап развития науки

Российская академия государственной службы при Президенте Российской Федерации Кафедра Государственного строительства и права РЕФЕРАТ

«Научная революция» как этап развития науки Куделя Андрей Викторович студент 3 курса 45 группы Москва 2010

1. Концепция исторической динамики науки Т. Куна

2. Концепция исследовательских программ И. Лакатоса Заключение Список литературы

Интерес к феномену науки и законам её развития столь же стар, как и сама наука. К концу XX века философская теория развития науки считается в значительной степени сформированной благодаря концепциям Т. Куна, К. Поппера и И. Лакатоса, которые занимают достойное место в сокровищнице мировой философской мысли. Однако вопросы, связанные с философией науки и законами её развития в силу своей многогранности являются актуальными и в наше время.

Развитие науки на протяжении всего периода имеет динамичный, но в силу этапов своего развития неравномерный характер. Научное развитие можно представить двумя этапами, которые последовательно приходят на смену друг друга. Это этап спокойного развития (этап «нормальной науки») и этап научной революции, который характеризуется, как период коренной ломки, трансформации, переинтерпретации основных научных результатов и достижений, видоизменения всех главных стратегий научного исследования и замещения их новыми стратегиями.

Научное знание постоянно изменяется по своему содержанию и объему, обнаруживаются новые факты, рождаются новые гипотезы, создаются новые теории, которые приходят на смену старым. Происходит научная революция. Существует несколько моделей развития науки:

— история науки: поступательный, кумулятивный, прогрессивный процесс;

— история науки через научные революции;

— история науки как совокупность частных ситуаций.

Первая модель соответствует процессу накопления знаний, когда предшествующее состояние науки подготавливает последующее; идеи, не соответствующие основным представлениям, считаются ошибочными. Эта модель была тесно связана с позитивизмом, с работами Э. Маха и П. Дюгема и некоторое время была ведущей.

Вторая модель основана на идее абсолютной прерывности развития науки, т. е. после научной революции новая теория принципиально отличается от старой и развитие может пойти совсем в ином направлении. Эта модель была предложена известным американским учёным Т. Куном Третья модель развития науки была предложена британским философом и историком науки И. Лакатосом. Суть этой модели заключалась в смене научных программ.

Понятие «научная революция» содержит две последние модели развития науки. В приложении к развитию науки оно означает изменение всех ее составляющих — фактов, законов, методов, научной картины мира. Поскольку факты не могут быть изменяемы, то речь идет об изменении их объяснения.

Так, наблюдаемое движение Солнца и планет может быть объяснено и в схеме мира Птоломея, и в схеме Коперника. Объяснение фактов встроено в какую-то систему взглядов, теорий. Множество теорий, описывающих окружающий мир, могут быть собраны в целостную систему представлений об общих принципах и законах устройства мира или в единую картину мира. О природе научных революций, меняющих картину мира, было много дискуссий.

Из всего вышеизложенного необходимо подчеркнуть, что определяющим дальнейшее направление развития науки является этап научной революции.

В данной работе будет раскрываться феномен научных революций, в соответствии с научными работами и концепциями Т. Куна, И. Лакатоса К. Поппера и других известных учённых.

1. Концепция исторической динамики науки Т. Куна

В работе Т. Куна «Структура научных революций» особая роль отводится раскрытию такого понятия как парадигмы. Научные парадигмы — это совокупность предпосылок, определяющих данное конкретное исследование, признанных на данном этапе развития науки и связанных с общефилософской направленностью. В переводе оно означает «образец», совокупность признанных всеми научных достижений, определяющих в данную эпоху модель постановки научных проблем и их решение. Это — образец создания новых теорий в соответствии с принятыми в данное время. В рамках парадигм формулируются общие базисные положения, используемые в теории. Задаются идеалы объяснения и организации научного знания. Работа в рамках парадигмы способствует уточнению понятий. Количественных данных, совершенствованию эксперимента, позволяет выделить явления или факты, которые не укладываются в данную парадигму и могут послужить основой для новой.

Т. Кун своей концепцией научных революций успешно объединял в своей деятельности анализ проблем философии науки с исследованиями истории науки. Кун обратил особое внимание на те этапы этой истории, когда кардинально изменялись стратегии научного исследования, формировались радикально новые фундаментальные концепции, новые представления об изучаемой реальности, новые методы и образцы исследовательской деятельности. Эти этапы обозначаются как научные революции. Их кун противопоставил «нормальной науке», а само историческое развитие научного знания представил как поэтапное чередование периодов нормальной науки и научных революций.

Именно благодаря введённому Куном понятию парадигмы, стало возможно различать и описать эти периоды. Оно обозначало некоторую систему фундаментальных знаний и образцов деятельности, получивших признание научного общества и целенаправляющих исследования. Понятие парадигмы включало в анализ исторической динамики науки не только собственно методологические и эпистемологические характеристики роста научного знания, но и учёт социальных аспектов научной деятельности выраженных в функционировании научных сообществ.

Научное сообщество характеризовалось как группа ученных, имеющих необходимую профессиональную подготовку и разделяющих парадигму — некоторую систему фундаментальных понятий и принципов, образцов и норм исследовательской деятельности.

Т. Кун отметил, что гуманитарии спорят больше по фундаментальным проблемам, а естественники осуждают их столь много только в кризисные моменты в своих науках, а в остальное время они спокойно работают в рамках, ограниченных фундаментальными законами, и не раскачивают фундамент науки. Ученые, работающие в одной парадигме, опираются на одни и те же правила и стандарты, тем самым наука — есть комплекс знаний соответствующий эпохе. Парадигму, по его словам, составляют «признанные всеми научные достижения, которые в течение определенного времени дают модель постановки проблем и их решений научному обществу». Это содержание попадает в учебники, проникает в массовое сознание. Цель нормального развития науки — увязать новые факты и их объяснение с парадигмой. Парадигма обуславливает постановку новых опытов, выяснение и уточнение значений конкретных величин, установление конкретных законов. Наука становится более точной, накапливается новая подробная информация, и только выдающийся ученый может распознать какие-то аномалии. Кун и назвал смену парадигм научной революцией.

Пример — переход от представлений мира по Аристотелю к представлениям Галилея-Ньютона. Этот скачкообразный переход непредсказуем и неуправляем, рациональная логика не может определить, по какому пути будет далее развиваться наука и когда свершится переход в новое мировоззрение. В книге «Структура научных революций» Т. Кун пишет: «Приходится часто слышать, сто сменяющие друг друга теории все более приближаются к истине, все лучше ее аппроксимируют. У меня нет сомнений в том, что ньютоновская механика усовершенствовала Аристотелеву, а эйнштейновская — ньютонову, как средство решения конкретных задач. Однако я не могу усмотреть в их чередовании никакого последовательного направления в развитии учения о бытии. Наоборот, в некоторых, хотя конечно, не во всех, отношениях общая теория относительности Эйнштейна ближе к теории Аристотеля, чем любая из них к теории Ньютона».

Именно парадигма, согласно Куну, объединяет учёных в сообщество и ориентирует их на постановку и решение конкретных исследовательских задач. Цель нормальной науки заключается в решении таких задач, в открытии новых фактов и порождении теоретических знаний, которые углубляют и конкретизируют парадигму.

Смена парадигмы означает научную революцию. Она вводит новую парадигму и по-новому организует научное сообщество. Часть учёных продолжает отстаивать старую парадигму, но многие объединяются вокруг новой. И если новая парадигма обеспечивает успех открытий, накопление новых фактов и создание новых теоретических моделей, объясняющих эти факты, то она завоевывает все больше сторонников. В итоге и научное сообщество, пережив революцию, вновь вступает в период развития, который Кун называет нормальной наукой.

Само понятие парадигмы не отличалось строгостью. Критики отмечали многозначительность этого понятия, и под влиянием критики Кун предпринял проанализировать структуру парадигмы. Он выделил следующие компоненты: «символические обобщения» (математические формулировки законов), «образцы» (способы решения конкретных задач), «метафизические части парадигмы» и ценности (ценностные установки науки).

Главное в парадигме, подчёркивал Кун, — это образцы исследовательской деятельности, ориентируясь на которые учёный решает конкретные задачи. Через образцы он усваивает приёмы и методы деятельности, обеспечивающие успешное решение задач. Задавая определённое видение мира, парадигма определяет, какие задачи допустимы, а какие не имеют смысла. Одновременно она ориентирует учёного на выбор средств и методов решения допустимых задач.

Решая конкретные задачи, учёный может столкнуться с новыми явлениями, которые, по замыслу, должны осваиваться парадигмой. Она допускает постановку соответствующих задач, очерчивает средства и методы их решения, но в реальной практике успешно их решить не удаётся. Полученные эмпирические факты не находят своего объяснения. Такие факты Кун называет аномалиями. До поры до времени наличие аномалий не вызывает особого беспокойства научного сообщества. Оно полагает, что аномалии будут устранены, а неудачи их объяснения носят временный характер. Например, открытие вращения перигея Меркурия не находило объяснения в рамках классической теории тяготения. Это была аномалия, но она не вызывала особой тревоги за судьбы фундаментальной теории. Лишь впоследствии, после создания Эйнштейном общей теории относительности, выяснилось, что это явление в принципе не может быть объяснено в рамках классической парадигмы (теории тяготения), оно находило свое объяснение только в рамках общей теории относительности. Но если происходит накопление аномалий, если среди них появляются твёрдо установленные эмпирические факты, попытки объяснения которых с позиции принятой парадигмы приводят к парадоксам, тогда начинается полоса кризиса. Возникает критическое отношение к имеющейся парадигме. Кризисы — это начало научной революции, которая приводит к смене парадигмы.

Переход от старой парадигмы к новой Кун описывает как психологический акт смены гештальтов, как гештальтпереключение. Он иллюстрирует этот акт описанными в психологии феноменами смены точки зрения, когда на картинке одно и то же изображение можно увидеть по-разному. Например, как кролика или утку. Аналогично на рисунке, где изображены два профиля, если сосредоточить внимание на промежутке между ними, можно увидеть вазу.

Переход от одной парадигмы к другой определён не только внутринаучными факторами, например объяснением в рамках новой парадигмы аномалий, с которыми не справлялась новая парадигма, но и вненаучными факторами — философскими, эстетическими и даже религиозными, стимулирующими отказ от старого видения и переход к новому видению мира.

Парадигмы несоизмеримы. Они заставляют по-разному видеть предмет исследования, заставляют говорить учёных, принявших ту или иную парадигму, на разных языках об одних и тех же явлениях, определяют разные методы и образцы решения задач. Поэтому, согласно Куну, наука — это не непрерывный рост знания с накоплением истин, как это считал К. Попер, а процесс дискретный, связанный с этапами революций как перерывов в постепенном, «нормальном» накоплении новых знаний.

Т. Кун обратил внимание на новые аспекты проблематики научных традиций и преемственности знаний. В эпохи научных революций, когда меняется стратегия исследований, происходит ломка традиций. В этой связи возникает вопрос: как соотносятся новые и уже накопленные знания и как обеспечивается преемственность в развитии науки, если принять во внимание научные революции?

Заслуга Куна в том, что анализ такого рода проблем он пытался осуществить путем рассмотрения науки в качестве социокультурного феномена, подчёркивание влияние вненаучных знаний и различных социальных факторов на процессы смен парадигм.

Вместе с тем в куновской концепции исторического развития было немало изъянов. Прежде всего, в ней недостаточно чётко была описана структура оснований науки, которые функционируют в нормальные периоды в качестве парадигм и которые перестраиваются в эпохи научных революций. Даже после уточнения Куном структуры парадигмы многие проблемы анализа оснований науки остались не проясненными. Во-первых, не показано, в каких связях находятся выделенные компоненты парадигмы, а значит, строго говоря, не выявлена её структура. Во вторых, в парадигму, согласно Т. Куну, включена как компоненты, относящиеся к глубинным основаниям научного поиска, так и формы знания, которые вырастают на этих основаниях. Например, в состав «символических обобщений» входят математические формулировки частных законов науки (типа формул, выражающих закон механического колебания и т. п.). Но тогда получается, что открытие любого нового частного закона должно означать изменение парадигмы, т. е. научную революцию. Тем стирается различие между «нормальной наукой» (эволюционным этапом роста знаний) и научной революцией. В-третьих, выделяя такие компоненты науки, как «метафизические части парадигмы» и ценности, Кун фиксирует их «остенсивно», через описание соответствующих примеров. Из приведенных Куном примеров видно, что «метафизические части парадигмы» понимаются им то, как философские идеи, то, как принципы конкретно-научного характера (типа принципа эволюции в биологии). Что же касается ценностей, то их характеристика Куном также выглядит лишь первым и весьма приблизительным наброском. По существу здесь имеются в виду идеалы науки, причём взятые в весьма ограниченном диапазоне — как идеалы объяснения, предсказания и применения знаний. Недостаточная аналитическая проработка структуры парадигмальных оснований не позволила описать механизмы смены парадигм средствами логико-методологического анализа. Описание этого процесса в терминах психологии гештальтпереключения недостаточно, поскольку не решает проблему, а снимает её.

В результате обсуждения концепции Куна большинство его оппонентов сформировали свои модели научного развития и свое понимание научных революций. Концепция И. Лакатоса будет рассмотрена в следующем разделе данной работы.

2. Концепция исследовательских программ И. Лакатоса

Перед рассмотрением данной концепции необходимо коротко охарактеризовать концепцию перманентной революции выдвинутую К. Поппером, который являлся наставником Лакатоса. В соответствии с его принципом фальсифицируемости: только та теория может считаться научной, если ее можно опровергнуть. Фактически это происходит с каждой теорий, но в результате крушения теории возникают новые проблемы, поэтому прогресс науки и составляет движение от одной проблемы к другой. Целостную систему принципов и методов невозможно изменить даже крупным открытием, поэтому за одним таким открытием должна последовать серия других открытий, должны радикально измениться методы получения нового знания и критерии его истинности. Это значит, что в науке важен сам процесс духовного роста, и он важнее его результата (что важно для приложений). Поэтому проверочные эксперименты ставятся так, чтобы они могли опровергнуть ту или иную гипотезу. Как выразился А. Пуанкаре, «если установлено какое-нибудь правило, то, прежде всего мы должны исследовать те случаи, в которых это правило имеет больше всего шансов оказаться неверным».

Обнаружение эмпирических фактов, противоречащих выводам теории, согласно Попперу, являются её фальсификацией, а фальсифицированная теория должна быть отброшена. Но, как показывает история науки, в этом случае теория не отбрасывается, особенно если это фундаментальная наука. Имена эта устойчивость фундаментальных теорий по отношению к отдельным фактам-фальсификаторам была учтена в третьей модели развития науки И. Лакостом.

Третья модель развития науки была предложена последователем К. Попера британским философом и историком науки И. Лакатосом.

В этой концепции, которую сам Лакатос называл «усовершенствованным фальсификационизмом», развитие науки представлено как соперничество исследовательских программ, т. е. концептуальных систем, которые включают в себя комплексы взаимодействующих и развивающихся теорий, организованных вокруг некоторых фундаментальных проблем, идей, понятий и представлений. Эти фундаментальные идеи, понятия и представления составляют «твердое ядро» научно-исследовательской программы. При появлении опровергающих положений «твердое ядро» сохраняется, поскольку исследователи, реализующие программу, выдвигают гипотезы, защищающие это ядро. Вспомогательные гипотезы образуют «защитный пояс» ядра, функции которого состоят в том, чтобы обеспечить «позитивную эвристику», т. е .рост знания, углубление и конкретизацию теоретических представлений, превращения опровергающих примеров в подтверждающие и расширение эмпирического базиса программы. Примером защитных гипотез, оберегающих ядро исследовательской программы, может служить история с открытием законов излучения абсолютно черного тела.

Программа исследования была основана на принципах классической термодинамики и электродинамики и представлениях об излучении электромагнитных волн нагретыми телами. Теоретическое описание и объяснение этих процессов было связано с построением модели излучения абсолютно чёрного тела. Адаптация этой модели к опыту (и её уточнение в процессе такой адаптации) привела к открытию обобщающего закона излучения нагретых тел. Закон хорошо согласовывался с опытом, но из него можно было заключить о том, что электромагнитная энергия излучается и поглощается пропорциями, кратными hv. Это была идея квантов излучения. Но она противоречила представлениям классической электродинамики, в которых электромагнитное излучение рассматривалось как непрерывные волны в мировом эфире. Стремление сохранить ядро программы стимулировало поиск защитной гипотезы. Её выдвинул М. Планк. Он предположил, что кванты энергии характеризуют не излучение, а особенности поглощающих тел. Эта гипотеза нашла своих сторонников. Появился даже разъясняющий образ-аналогия: если из бочки наливают пиво в кружки, то это не означает, что пиво в бочке разделено на порции, кратные объёму кружек.

Решающий шаг в формировании идеи о квантах электромагнитного поля — фотонах принадлежал А. Эйнштейну. И это была новая исследовательская программа, с новым ядром, которое содержало представление о корпускулярно-волновой природе электромагнитного поля.

Развитие науки, согласно Лакатосу, осуществляется как конкуренция исследовательских программ. Из двух конкурирующих программ побеждает та, которая обеспечивает «прогрессивный сдвиг проблемы», т. е увеличивает способность предсказывать новые неизвестные факты и объясняет все факты, которые объясняла её соперница. Но та исследовательская программа, которая перестаёт предсказывать факты, не справляется с появлением новых фактов, не может объяснить их, вырождается. В случае с идеей квантования электромагнитного поля так получилось с классической программой, в рамках которой сделал свое открытие М. Планк. Конкурирующая с ней эйнштейновская программа не только естественно ассимилировала все следствия из открытия Планка, но и сумела объяснить новые эмпирические факты (фотоэффект), а также стимулировала новые теоретические идеи, связанные с дуальной, корпускулярно-волновой природой частиц.

Концепция борьбы исследовательских программ выявила многие важные особенности развития научного знания.

Но сама концепция нуждалась в более аналитической разработке своих исходных понятий. Под исследовательской программой Лакатос, например, понимал конкретную теорию типа теории А. Зоммерфельда для атома. Он говорил также о декартовой и ньютоновой метафизике как двух альтернативных программах построения механики, наконец, писал о науке в целом как о глобальной исследовательской программе.

Но когда эти защитные функции ослабеют и счерпают себя, данная научная программа должна будет уступить место другой научной программе, обладающей своей позитивной эвристикой. Произойдёт научная революция. Итак, развитие науки происходит в результате конкуренции научных программ.

Таким образом из рассмотрения вышеизложенной концепции «исследовательских программ» Лакатоса видно, что научные революции, как он их понимает, не играют слишком уж существенной роли еще и потому, что в науке почти никогда не бывает периодов безраздельного господства какой-либо одной «программы», а сосуществуют и соперничают различные программы, теории и идеи. Одни их них на некоторое время становятся доминирующими, другие оттесняются на задний план, третьи — перерабатываются и реконструируются. Поэтому если революции и происходят, то это не слишком уж «сотрясает основы» науки: многие ученые продолжают заниматься своим делом, даже не обратив особого внимания на совершившийся переворот.

наука философия кун лакатос

Заключение

Необходимо сказать, что по своим масштабам научная революция может быть частной, затрагивающей одну область знания; комплексной — затрагивающей несколько областей знаний; глобальной — радикально меняющей все области знания. Глобальных научных революций в развитии науки считают три. Если связывать их с именами ученых, то это — аристотелевская, ньютоновская и эйнштейновская.

Ряд ученых, считающих началом научного познания мира XVII в, выделяют две революции: научную, связанную с трудами Н. Коперника, Р. Декарта, И. Кеплера, Г. Галилея, И. Ньютона, и научно-техническую XX в., связанную с работами А. Эйнштейна, М. Планка, Н. Бора, Э. Резерфорда, Н. Винера, появлением атомной энергии, генетики, кибернетики и космонавтики.

Необходимо подчеркнуть, что научные революции в процессе развития науки имеют несколько истоков. Можно сказать, что научные революции, как и всякие другие революции не происходят на пустом месте. Должны быть объективные предпосылки, своего рода потенциал причин, дестабилизирующий существующее положение вещей в том или ином научном направлении. Этим объективным фактором служат факты и наблюдения, противоречащие доминирующей на тот момент теории. Именно они приводят к фальсификации этой теории, к кризису научного направления. И именно этот фактор является необходимым и основополагающим для научной революции. Но наряду с этим фактором необходимо учитывать и личный фактор. Человек много думающий над той или иной проблемой, рано или поздно приходит к её решению.

Итак, различные исследователи в понятие научная революция вкладывают разный смысл, но объединяет все эти оригинальные и не оригинальные интерпретации то, что научная революция это этап развития науки с определенными основными чертами: необходимость теоретического синтеза нового экспериментального материала; коренная ломка существующих представлений о природе в целом; возникновение кризисных ситуаций в объяснении фактов. Самая большая положительная черта научной революции это уточнение знаний об окружающей действительности и, следовательно, приближение к истинной картине мира. Появление или изменения некоторых теорий могут привести к появлению на свет научного направления или целой научной дисциплины.

1. В. С. Степин, Философия науки. Общие проблемы М.: Гардарики 2006

2. Т. Кун, Структура научных революций М.: ООО «Издательство АСТ», 2001

3. Т. Я. Дубнищева, Концепции современного естествознания, 9-е издание, М: издательский центр «Академия», 2008

4. Ф. Франк, Философия науки. Связь между наукой и философией. Издание второе, М: URSS