Уровни естественнонаучного познания

Закон природы, по Пуанкаре, - наилучшее выражение гармонии мира. «Закон есть одно из самых недавних завоеваний человеческого ума; существуют еще народы, которые живут среди непрерывного чуда и которые не удивляются этому. Напротив, мы должны были бы удивляться закономерности природы. Люди просят своих богов доказать их существование чудесами; но вечное чудо в том, что чудеса не совершаются беспрестанно. Потому-то мир и божественен, что он полон гармонии. Если бы он управлялся произволом, то что доказывало бы нам, что он не управляется случаем? Этим завоеванием закона мы обязаны астрономии, и оно-то и создает величие этой науки, еще большее, чем материальное величие изучаемых ею предметов» (А. Пуанкаре. Цит. соч. - С. 157).

Итак, естествознание изучает мир с целью творения законов его функционирования, как  продуктов человеческой деятельности, отражающих периодически повторяющиеся  факты действительности.

О практическом значении познания законов природы Пуанкаре пишет так: «Завоевания промышленности, обогащение стольких практических людей, никогда не увидели бы света, если бы существовали только люди практики!.. Необходимо, следовательно, чтобы кто-то думал за тех, кто не любит думать; а так как последних чрезвычайно  много, то необходимо, чтобы каждая из наших мыслей приносила пользу столь часто, сколь это возможно, и именно поэтому всякий закон  будет тем более ценным, чем  более он будет общим» (Там же. -С. 289).

Совокупность нескольких законов, относящихся к одной  области познания, называется теорией. В случае, если теория в целом  не получает убедительного эмпирического  подтверждения, она может быть дополнена  новыми гипотезами, которых, однако, не должно быть слишком много, так как  это подрывает доверие к теории.

Подтвержденная  на практике теория считается истинной вплоть до того момента, когда будет  предложена новая теория, лучше объясняющая  известные эмпирические факты, а  также новые эмпирические факты, которые стали известны уже после  принятия данной теории и оказались  противоречащими ей.

Итак, наука строится из наблюдений, экспериментов, гипотез, теорий и аргументации. Наука в  содержательном плане - это совокупность эмпирических обобщений и теорий, подтверждаемых наблюдением и экспериментом. Причем творческий процесс создания -теорий и аргументации в их поддержку играет в науке не меньшую роль, чем наблюдение и эксперимент.

Схематично структуру  научного познания можно представить  следующим образом:

Эмпирический факт -» научный факт -» наблюдение -» реальный эксперимент -» модельный эксперимент -» мысленный эксперимент -> фиксация результатов эмпирического уровня исследований -» эмпирическое обобщение -» использование имеющегося теоретического знания -» образ -» формулирование гипотезы -» проверка ее на опыте -» формулирование новых понятий -» введение терминов и знаков -» определение их значения -» выведение закона -» создание теории -» проверка ее на опыте -» приятие в случае необходимости дополнительных гипотез.

Итак, чудес не бывает, если не в самой природе, то по крайней мере в формулировании законов ее развития, и от падения яблока на голову Ньютона до открытия им закона всемирного тяготения - дистанция огромного размера, даже если в голове самого Ньютона она может быть пройдена мгновенно.

Соотношение эмпирического  и теоретического уровней исследования

Эмпирический и  теоретический уровни знания различаются  по предмету (во втором случае он может  иметь свойства, которых нет у  эмпирического объекта), средствам (во втором случае это мыслительный эксперимент, метод моделирования, аксиоматический метод и т. д.) и результатам исследования (в  первом случае эмпирическое обобщение, во втором - гипотеза и теория).

Различие между  эмпирическим и теоретическим уровнями исследований не совпадает с различием  между чувственным и рациональным познанием, хотя эмпирический уровень  преимущественно чувствен, а теоретический  преимущественно рационален. Эмпирический уровень в науке не только чувственен, но и рационален потому, что используются приборы, сконструированные на основе какой-либо теории. Теоретический уровень  в науке не совпадает с рациональным, поскольку понятие рационального шире и существует не только научная рациональность, но и рациональность иных типов. Теоретическое отличается от рационального также тем, что в состав теоретического уровня входят представления (наглядные образы), которые являются формами чувственного' восприятия.

Процесс научного поиска даже на теоретическом уровне не является строго рациональным. Непосредственно  перед стадией научного открытия важно воображение, создание образов, а на самой стадии открытия - интуиция. Поэтому открытие нельзя логически вывести, как теорему в математике. О значении интуиции в науке хорошо свидетельствуют слова выдающегося математика Гаусса:

«Вот мой результат, но я пока не знаю, как получить его». Результат интуитивен, но нет аргументации в его защиту. Интуиция присутствует в науке (так называемое «чувство объекта»), но она ничего не значит в  смысле обоснования результатов. Нужны  еще объективные рациональные методы, которые все люди могут оценить.

Логика действует  на стадии так называемой «нормальной  науки» в рамках определенной парадигмы  для обоснования выдвинутой гипотезы или теории. Однако следует помнить, имея в виду значение логики, что  рассуждения в естествознании не являются доказательствами, а только выводами. Вывод свидетельствует  об истинности рассуждения, если посылки  верны, но не говорит об истинности посылок. Определение также сдвигает проблему значения к определяющим терминам, истинность которых гарантирует  опыт.

Несмотря на методологическую ценность выделения эмпирического  и теоретического, разделить эти  два уровня в целостном процессе познания полностью невозможно, что  показали неудачные попытки в  рамках неопозитивизма. Вопросу соотношения  эмпирического и теоретического уровней исследования посвящено  следующее замечание А. Эйнштейна: «Но с принципиальной точки зрения желание строить теорию только на наблюдаемых величинах совершенно нелепо. Потому что в действительности все ведь обстоит как раз наоборот. Только теория решает, что именно можно  наблюдать. Видите ли, наблюдение, вообще говоря, есть очень сложная система. Подлежащий наблюдению процесс вызывает определенные изменения в нашей  измерительной аппаратуре. Как следствие, в этой аппаратуре развертываются дальнейшие процессы, которые в конце концов косвенным путем воздействуют на чувственное восприятие и на фиксацию результата в нашем сознании» (В. Гейзенберг. Цит. соч. - С. 191-192). Сложное переплетение эмпирического и теоретического уровней познания особенно характерно для наиболее продвинутых областей экспериментальной и теоретической физики.

Общие закономерности современного естествознания

Наука является основой  всякого прогресса, облегчающего жизнь  человечества и уменьшающего его  страдания. 
М. Склодовская-Кюри

Основные наиболее общие  закономерности современного естествознания позволяют сделать следующие  выводы:

1. Наука является одним из этапов эволюции человеческой культуры. Пройдя несколько предварительных стадий от античности до эпохи Возрождения, наука в своей развитой форме вобрала достижения других отраслей культуры, в том числе философии и религии, представляя собой в целом качественно новое явление.
2. Наука, с одной стороны, была средством нахождения истины о мире, а с другой — нацелена на обеспечение господства человека над природой и ее преобразование. Что же главное в развитии науки — понимание человеком себя, мира, окружающего его, или покорение природы? Этот вопрос становится все более актуальным.
3. Наука, объединившись с техникой, привела в XX в. к научно-технической революции, которая является главным фактором развития человечества. Однако слишком тесная взаимозависимость науки и техники вредна, так как у каждой из этих отраслей культуры есть специфика, заключающаяся в том, что наука изучает мир, а техника его преобразует.
4. В настоящее время общепринято деление наук на естественные, гуманитарные, математические и прикладные. Основные из естественных наук: астрономия, физика, химия, геология, физическая география, биология, физиология человека, антропология. Между ними немало переходных наук: астрофизика, физическая химия, химическая физика, геофизика, геохимия, биофизика, биохимия, биогеохимия и т. п., а также переходные от них к гуманитарным и прикладным наукам. Данная классификация не случайна. Предмет естественных наук составляют отдельные ступени развития природы или ее структурные уровни.
1. Хотя наука находится в процессе перманентного развития, предугадать, в каком направлении она будет продвигаться и какими будут следующие открытия, невозможно. Физики рассчитывали в 50-е гг. XX в. осуществить искусственную термоядерную реакцию и создать общую теорию поля. Однако прорыв был совершен в термодинамике открытых систем. Кибернетики думали, что будут создаваться все более сложные и громоздкие ЭВМ, а появился персональный компьютер. Наука есть создание качественно нового, а это невозможно предвидеть.
2. Область научного исследования постоянно расширяется, распространяясь на объекты, которые до этого находились вне сферы ее интересов (сложные, неустойчивые, открытые системы и т. п.). Тем не менее основные требования к научному исследованию — всеобщность опыта, универсальность объяснения — остаются в силе.
3. Существуют три механизма эволюции: диссипативные структуры в неживом мире, естественный отбор в живой природе, культура в человеческом обществе. Но наука не знает, как произойдет становление нового, поскольку это уникальный процесс. Наука достигает здесь своих пределов возможного, потому что имеет дело в основном с воспроизводимыми и повторяющимися процессами. Подходя к уникальному, она обращается к вероятностным методам. Наука вообще не может утверждать, что нечто обязательно случится, так как по современным научным представлениям эволюция мира не запрограммирована однозначно.
4. Наука ограничена возможностями человека и творчеством природы. Оставаясь принципиально ограниченной, она постоянно расширяет свои границы. Современная наука ограничена также экологически. Ее развитие может привести к уничтожению биосферы и ее самой. К эмпирической, теоретической и предметной ограниченности прибавилась ограниченность этического характера.