Основные способы построения естественнонаучных теорий. Роль научного познания и учёного в современном мире

Содержание

Введение

Теория — это высшая форма познания. Естественно-научные теории нацелены на описание некой целостной предметной области, объяснение и систематизацию эмпирически выявленных ее закономерностей и предсказание новых закономерностей. Теория обладает особым достоинством — возможностью получать знание об объекте, не вступая с ним в непосредственный чувственный контакт.

В структуру научной теории входят идеальные объекты, исходные понятия, принципы и законы, правила логического вывода. Существуют разные типы научных теорий: фундаментальные, прикладные, частные, феноменологические и др.

В становлении теории большую роль играет выдвижение научной идеи, в которой высказывается предварительное и абстрактное представление о возможном содержании сущности предметной области теории. Затем формулируются гипотезы, в которых это абстрактное представление конкретизируется в ряде четких принципов. Следующий этап становления теории — эмпирическая проверка гипотез и обоснование той из них, которая больше всего соответствует эмпирическим данным. Только после этого можно говорить о перерастании удачной гипотезы в научную теорию. Создание теории — высшая и конечная цель фундаментальной науки, реализация которой требует максимального напряжения и высшего взлета творческих сил ученого.

Являясь результатом многократного обобщения знания и абстрагирования действительности, теория находится в очень непростых отношениях со своим объектом. Современные теории в физико-математическом естествознании являются абстрактными и формализованными конструкциями, связи которых с реальными объектами проследить очень сложно. Поэтому любая такая теория должна дополняться логико-гносеологической процедурой, обратной абстрагированию, — процедурой интерпретации.

1. Содержание и структура естественнонаучной теории

Структура естественнонаучной теории определяется в конечном счете объектом исследования, методами исследования и методологией.

Объектом исследования всякой естественнонаучной теории в общем смысле является, во-первых, система абстрактных объектов, вычленяемых в ходе эмпирического исследования определенной области объективной реальности, во-вторых, – связи между абстрактными объектами, отражающие связи между реальными объектами и их элементами. Любая достаточно развитая теория есть, прежде всего, определенным образом упорядоченная система абстрактных объектов и взаимосвязей между ними. Эта система представляет собой концептуальную модель исследуемой области объективной реальности.

Абстрактные объекты выделяются в процессе эмпирического исследования, когда происходит идеализация реальных объектов. Процесс идеализации имеет свои закономерности. Так, сначала определяется комплекс свойств и качеств объекта, которые считаются основными, и элиминируются все второстепенные (причем этот процесс происходит как осознанно, так и интуитивно). Естественно, оказывается исключенным то, что на данном уровне познания либо не фиксируется исследовательскими устройствами, либо даже не предполагается существующим.1

В период выделения абстрактных объектов теории, т.е. на эмпирической стадии .исследования, происходит формирование понятийного аппарата теории. Эти два процесса связаны неразрывно, ибо именно в понятии отражается сущность исследуемого объекта. Теория также раскрывает сущность исследуемого предмета, но фундаментальное отличие понятия от теории заключается в том, что у понятия отсутствует "доказательная сила".

Для теории мало определить сущность своего предмета. Она еще должна развить ее и доказать, что различные явления – это различные проявления одной и той же тенденции, одной и той же закономерности12. Значит, понятия теории выступают связующим звеном между изучаемым явлением и теоретической конструкцией, включающей в себя анализ и интерпретацию явления. Кроме того, понятие объединяет и группу исследуемых явлений данного класса. В процессе установления этих связей происходит эволюция содержательной стороны понятия. Порождаются и новые понятия, характеризующие сами связи.2

Необходимо отметить и тот факт, что в процессе развития понятия происходит уточнение и даже изменение его содержания. К тому же из анализа одного и того же явления, обозначаемого ранее одним понятием, формулируются новые понятия, составляя, таким образом, класс понятий, описывающих явление с различных позиций. Эта пролиферация понятий связана прежде всего с самим Процессом познания, начинающимся с констатации состояния, с конкретного, с сущностей первого порядка и идущим к установлению сущностей более высоких порядков, к абстрактному представлению явления. Следовательно, можно выделить два класса понятий: эмпирические и теоретические.

Кроме этих достаточно общих классов понятий возможен еще один класс, проникающий в названные, пересекающийся с ними. Это класс понятий, характеризующих связи между явлениями, понятиями, теориями и т.д. В нем особое место занимает подкласс понятий, отражающих дефиниционную связь, т.е. такое отношение между понятиями и теориями, когда одно из них определяется через другое.3

Если первые два класса понятий можно условно назвать онтологическими, т.е. связанными непосредственно с объектом теории, то следующий класс – гносеологическим, как формирующийся на более абстрактном уровне, на уровне структуры теорий.

В любом случае в процессе формирования понятий возникает задача их определения. Но прежде чем перейти к ней, рассмотрим специфику различных классов понятий, так как именно эта специфика и определяет законы построения дефиниций.

Говоря об эмпирических понятиях, следует отметить, что они появляются на той стадии исследования, когда происходит анализ и синтез опытных данных, их систематизация и классификация. Они выражают те свойства явлений объективной действительности, которые непосредственно наблюдаются в опыте и выражают общие и существенные отношения для явлений данной группы.4

Следует иметь в виду, что эмпирические понятия, во-первых, выражают величины, непосредственно устанавливаемые в опыте, и отражают сами наблюдаемые явления, а во-вторых, фиксируют связи между явлениями и величинами, также наблюдаемые в опыте. В развитых науках эмпирические понятия, связанные с величинами, становятся не только наблюдаемыми, но и измеряемыми. Однако встречаются и неизмеряемые понятия, хотя и связанные с наблюдаемыми величинами.

Эмпирические понятия – основа классификации и систематизации явлений и величин, их характеризующих. До введения эмпирических понятий результаты наблюдения обычно представляют собой хаотическое множество данных, в которых трудно разобраться. Но после того как в наблюдаемых явлениях отмечены характерные признаки и введены эмпирические понятия, устанавливается порядок: результаты наблюдений группируются, а затем систематизируются и классифицируются.

Теоретические понятия возникают на основе опыта в качестве обобщения наших восприятий и представлений. Они несут более общую нагрузку, чем эмпирические понятия. Основное их отличие в том, что эмпирические понятия описывают явление, а теоретические – сущность этого явления. Если эмпирические понятия уходят своими корнями в чувственную достоверность, характерную для чувственного восприятия на уровне обыденного познания, то теоретические базируются на общих положениях, отличающих теоретическое познание.5

Подобная специфика классов понятий определяет и специфику дефиниций понятий. Когда химия находилась на описательном уровне, в первую очередь вставал вопрос о достаточно надежных критериях для отождествления и различения изучаемых объектов по некоторым существенным свойствам. Проблема формирования понятий и их определения сводилась фактически к их интерпретации в описательной форме. Выделялись моменты, характерные только для данного конкретного явления, "названного" определенным понятием. Перечисление этих моментов и представляло собой определение понятия. Аналогичная ситуация была характерна и для финики, и для других естественных наук. С такими "классификационными" определениями, интерпретирующими понятия, их содержание, встречаемся в описании веществ, вступающих в химическую реакцию, или такого явления, как электрический ток, и др.6

Появление "измеряемых" понятий усложнило картину их определения. Возникла необходимость такой формулировки определений, которая содержала бы способ их введения и выделения на основе экспериментально-измерительных процедур, а также способ их удаления на основе применения теории на практике. Они должны быть средством связи предложений, сформулированных на языке математики, с изучаемой реальностью, которая дает комплекс явлений и процессов, наблюдаемых и измеряемых в эмпирической ситуации. Поэтому определения в естественнонаучной теории в конечном итоге формулируются с таким расчетом, чтобы обеспечить. Эффективность решения стоящих перед исследователем задач. Именно на этом уровне вступает в действие диалектика взаимодействия. Эмпирических и теоретических понятий. Происходит "абстрагизапия" эмпирических понятий, которые насыщаются теоретическим содержанием, и в то же время теоретические "Донятая выражаются через эмпирические. Очевидно, этот уровень теории можно назвать интерпретационным. Критерием введения понятия в теорию является эксперимент, который, в свою очередь, описывается и теоретическими понятиями, выражающими математическую связь между величинами, характеризующими изучаемое явление. Важную роль играет и критерий согласуемости понятий  с уже известными, но их не содержащими.7

На этом уровне формирования понятий большое значение имеет операциональное определение, характеристики которого даны впервые П.Бриджменом. В естественнонаучной теории операциональным определением считается определение величины через описание совокупности специфицирующих ее экспериментально-измерительных операций. Так же можно определять и понятие "состояние". Но такое определение этого понятия чревато отождествлением его с характеристиками состояния на более высоком уровне теоретического обобщения.

При операциональном определении понятия необходимо учитывать и вычислительные, и экспериментальные операции, что связано с диалектическим характером взаимодействия эмпирических и теоретических понятий. Таким путем значительно расширяется понятие операционального определения, данное П. Бриджменом, которое, в частности, включает дефиниции, выраженные не только эмпирическим языком, но и теоретическим. Д.П. Горский включает в число операциональных и так называемые конституивные определения.8

В естественных науках, использующих формальные языки, имеют место и неоперациональные определения типа сокращений, с помощью которых вводятся значения для новых знаков, используемых в формулах.

При переходе на теоретический уровень познания происходит и изменение определения понятий, что обусловлено введением новых конструктов, не связанных непосредственно с эмпирическим уровнем. Это логико-математические понятия в общем случае .и специфические конкретнонаучные понятия типа "материальной точки", "упругой молекулы" и т.п. Вводятся и такие понятия, которые не определяются операционально.

В случае гипотетико-дедуктивного построения естественнонаучной теории ее структура усложняется. Главная проблема здесь выделение предельно абстрактных понятий, могущих стать основой формирования подобной гипотетико-дедуктивной системы.

Концепция гипотетико-дедуктивной системы возникла в результате обобщения концепции аксиоматической системы. Гипотетико-дедуктивная система отвечает всем стандартам организации знания дедуктивным путем. В ней" также можно выделить исходные и производные положения. Однако вместо аксиом и теорем в эту систему входят гипотезы. Как мы увидим далее, в основу гипотетико-дедуктивной системы можно положить конкретнонаучную интерпретацию категории "состояние", определенную соответствующим образом.9

Важнейшим элементом естественнонаучной теории помимо абстрактных объектов, понятий и определений является закон. В процессе познания "происходит классификация данных опыта, распределение их по группам. Связи данных .опыта внутри группы фиксируются так называемыми эмпирическими законами". Теоретические законы выражают "связь группы явлений внутри области". Именно они составляют основной элемент структуры естественнонаучной теории, поскольку главная цель всякой теории – нахождение основных законов.

И теоретические, и эмпирические законы выражаются через понятия, как уже определенные, так и понимаемые интуитивно. В зависимости от того, какие понятия лежат в основании закона, можно проводить классификацию законов. Выше мы уже выделили законы связи состояний и их типы, поэтому к данному вопросу возвращаться не будем, только зафиксируем методологическую функцию категории "состояние", суть которой в данном случае в том, что она служит определенным основанием подобного рода классификации законов. Исследование категории "состояние" с точки зрения выделенных элементов естественнонаучной теории позволит выделить новые методологические функции этой категории.