Закономерности и модели развития науки

Содержание парадигмы отражено в учебниках, в фундаментальных  трудах крупнейших ученых, а основные идеи проникают и в массовое сознание. Признанная научным сообществом, парадигма на долгие годы определяет для ученых круг проблем исследования и является официальным подтверждением подлинной «научности» их работы. К парадигмам в истории науки Т. Кун причислял, например, аристотелевскую динамику, птолемеевскую астрономию (теорию геоцентрической системы мира – якобы планеты движутся вокруг неподвижной Земли по строго определенным круговым орбитам), ньютоновскую механику и т.д. Развитие, приращение научного знания внутри, в рамках парадигмы, получило название «нормальной науки». Смена же парадигмы – это уже научная революция. К примеру – смена классической физики (ньютоновской) на релятивистскую (относительную) - с созданием Альбертом Эйнштейном теории относительности.

Решающая новизна концепции  Т. Куна заключалась в том, что смена парадигм в развитии науки не является линейной, Это значит, что развитие науки нельзя представить в виде тянущегося строго вверх к солнцу дерева (познания добра и зла). Оно похоже скорее на развитие кактуса – прирост которого может начаться с любой точки его поверхности и продолжаться в любую сторону. И где, в какой точке научного «кактуса» возникнет вдруг «точка роста» новой парадигмы – непредсказуемо. Этот процесс произволен, случаен – потому что в каждый критический момент перехода от одного состояния к другому имеется несколько возможных вариантов. Какая именно точка из многих «пойдет в рост», зависит от стечения обстоятельств. Выходит, что логика развития науки содержит в себе закономерность, но закономерность эта «выбирается» случаем из целого ряда других, не менее закономерных возможностей. Из этого следует, что привычная для нас существующая ныне квантово-релятивистская картина мира могла бы быть и другой, но, наверное, не менее логичной и последовательной.

Переходы от одной  научной парадигмы к другой Т. Кун сравнивал с обращением людей в новую религиозную веру: мир привычных объектов предстает в совершенно новом свете благодаря решительному пересмотру исходных объяснительных принципов. Подобная аналогия понадобилась Т.Куну главным образом для того, чтобы подчеркнуть, что исторически весьма быстрая смена парадигм не может быть истолкована строго рационально. Утверждение новой парадигмы осуществляется в условиях мощного противодействия сторонников прежней парадигмы. Причем новаторских подходов может оказаться несколько. Поэтому выбор принципов, которые составят будущую успешную парадигму, осуществляется учеными не столько на основании логики или под давлением эмпирических фактов, сколько в результате внезапного озарения, просветления, иррационального акта веры в то, что мир устроен именно так, а не иначе.

Однако далеко не все  исследователи методологии научного познания согласились с этим выводом.

3. Изложение идеи И. Локатоса на закономерности развития науки

Альтернативную Томасу Куну модель развития науки, тоже ставшую  весьма популярной, предложил родившийся в Венгрии, но с 1958 года работавший в Англии математик, логик Имре Локатос (1922-1974). Его концепция, названная методологией научно-исследовательских программ, по своим общим контурам довольно близка к концепции Т. Куна, однако расходится с ней в принципиальнейшем пункте. Локатос считает, что выбор научным сообществом одной из многих конкурирующих исследовательских программ может и должен осуществляться рационально, то есть на основе четких рациональных критериев.

В общем виде его модель развития науки может быть описана  так. Исторически непрерывное развитие науки представляет собой конкуренцию научно-исследовательских программ, которые имеют следующую структуру:

- «Жестокое ядро»,  включающее неопровержимые для  сторонников программы исходные  положения.

- «Негативная эвристика» - своеобразный «защитный пояс» ядра программы, состоящий из вспомогательных гипотез и допущений, снимающих противоречия с аномальными фактами. (Допустим, что наблюдения свидетельствуют об отклонении движения планет от реальных орбит, рассчитанных небесной механикой. В этом случае законы механики подвергаются сомнению в самую последнюю очередь. Вначале же в ход идут гипотезы и допущения «защитного пояса»: можно предположить, что неточны измерения, ошибочны расчеты, присутствуют некоторые возмущающие факторы - например, неоткрытые планеты).

- «Позитивная эвристика» - «…это правила, указывающие,  какие пути надо избирать и  как по ним идти». Иными словами,  это ряд доводов, предположений,  направленных на то, чтобы изменять  и развивать «опровержимые варианты»  исследовательской программы. В результате эта программа предстает не как изолированная теория, а как серия модифицирующихся (изменяющихся) теорий, в основе которых лежат единые исходные принципы.

К примеру, И. Ньютон вначале разработал свою программу для планетарной системы, состоящей всего из двух элементов: точечного центра (Солнца) и единственной точечной планеты (Земли). Но данная модель противоречила третьему закону механики («Тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению»). Поэтому она была заменена Ньютоном на модель, в которой Солнце и планеты вращались вокруг общего центра притяжения. Затем были последовательно разработаны модели, в которых учитывалось большее число планет, но игнорировались межпланетные силы притяжения – Солнце и планеты представали уже не точечными массами, а массивными сферами. И только потом была начата работа над моделью, учитывающей межпланетные силы и возмущения орбит.

Важно отметить, что последовательная смена моделей мотивировалась не аномальными наблюдаемыми фактами, а теоретическими и математическими затруднениями программы. Именно их разрешение и составляет суть «позитивной эвристики» Лакатоса. Благодаря этому ученые, работающие внутри какой-либо исследовательской программы, могут долгое время игнорировать критику и противоречащие факты. Они вправе ожидать, что решение конструктивных задач, определяемых «позитивной эвристикой», в конце концов, приведет к объяснению непонятных или непокорных фактов. Это придает устойчивость развитию науки.

Однако рано или поздно позитивная эвристическая сила той  или иной исследовательской программы  исчерпывает себя. Встает вопрос о  смене парадигмы. Вытеснение одной  программы другой представляет собой  научную революцию. Причем эвристическая  сила конкурирующих исследовательских программ учеными оценивается вполне рационально. «Программа считается прогрессирующей тогда, когда ее теоретический рост предвосхищает ее эмпирический рост, т.е. когда она с некоторым успехом может предсказывать новые факты … программа регрессирует, если ее теоретический рост отстает от эмпирического роста, т.е. когда она дает только запоздалые объяснения либо случайных открытий, либо фактов, предвосхищаемых и открываемых конкурирующей программой…»².

Среди множества концепций  концепции Г.Куна и И.Лакатоса считаются самыми влиятельными реконструкциями логики развития науки со второй половины ХХ-го века. Но как бы ни отличались концепции друг от друга, все они так или иначе вынуждены опираться на некие узловые, этапные моменты истории науки, которые принято называть научными революциями.

Термин «научная революция» означает переворот и может иметь  двоякое значение. С одной стороны  ее можно рассматривать просто напросто как победу над невежеством, суевериями и предрассудками. С другой стороны – как путь к эволюции науки.

Заключение

Существует еще много  различных моделей развития науки. Самая экстравагантная точка зрения на характер научной революции разработана австрийским философом, логиком и социологом Карлом Поппером (1902 г. д. р.). Ее называют концепцией перманентной революции. Согласно попперовскому принципу фальсификации только та теория может считаться научной, которая опровержима. При этом опровержимость «потенциальная» рано или поздно превращается в актуальную. В результате теория терпит неудачу. В результате крушения теории возникают новые проблемы. А движение от одних проблем к другим и составляет прогресс науки.

Рассматривая научную  революцию как переворот, мы должны увидеть изменение всех ее элементов: фактов, закономерностей, теории, методов, научной картины мира. Что касается фактов, то твердо установленные факты изменить нельзя. И в науке имеют значение не факты, а их интерпретация. А интерпретаций может быть несколько. Объяснительные схемы для фактов поставляют теории, Множество теорий, в совокупности описывающих известный человеку природный мир, синтезируются в единую научную картину мира.

Таким образом, о радикальном  перевороте (революции) в области  науки можно говорить лишь в том  случае, когда налицо изменение не только отдельных принципов, методов или теорий, но непременно всей научной картины мира,

Поскольку научная картина  мира представляет собой обобщенное, системное образование, ее радикальное  изменение нельзя свести к отдельному, пусть даже крупнейшему научному открытию. Хотя последнее может породить некую цепную реакцию, способную дать целую серию научных открытий, которые приведут, в конечном счете, к смене научной картины мира. В этом процессе наиболее важны открытия в фундаментальных науках, в частности в физике и космологии. Кроме того, смена научной картины мира должна означать и радикальную перестройку методов получения нового знания, включая изменения в самих нормах и идеалах научности.

Четко и однозначно фиксируемых  радикальных смен научных картин мира, или научных революций, в истории развития науки вообще и естествознания в частности можно выделить три. Если их персонифицировать по именам ученых, сыгравших в этих событиях наиболее заметную роль, то три глобальные научные революции должны именоваться: аристотелевской, ньютоновской и эйнштейновской.

Суть названных научных  революций:

В VI-IV в.в. до н.э. произошла первая революция в познании мира, в результате которой и появилась на свет наука. Исторический смысл этой революции в том, что науку стали отличать от других форм познания и освоения мира. Наиболее ясно наука была осознана в трудах древнегреческого философа Аристотеля (384-322 до н.э.). Он создал фактическое учение о доказательстве – главном инструменте выведения и систематизации знания; разработал категориально-понятийный аппарат, утвердил своеобразный канон организации научного исследования (история вопроса, постановка проблемы, аргументы «за» и «против», обоснование решения); дифференцировал научное знание предметно – философия, математика, наука о природе и т.д. Нормы научности знания, заданные Аристотелем, пользовались непререкаемым авторитетом более 1000 лет. А многое действует и поныне.

Важнейшим фрагментом античной научной картины мира было последовательное геоцентрическое учение о мировых  сферах. Мир представлялся системой идеальных, равномерно вращающихся по круговым орбитам небесных сфер вокруг единого центра – Земли. Сегодня мы знаем, что это неверно. Но это не значит, что не научно.

Вторая глобальная научная  революция пришлась на 16-18 в.в. Ее исходным пунктом считается переход от геоцентрической модели к гелиоцентрической (Солнце – центр, вокруг которого вращаются планеты). Это самый заметный признак смены научной картины мира. Суть происшедших в эту эпоху перемен в науке можно назвать становлением классического естествознания, классиками-первопроходцами которго стали Н.Коперник, Г.Галилей, И.Кеплер, Р.Декарт, И.Ньютон.

В чем заключаются  отличия созданной ими науки  от античной науки?

- Классическое естествознание  заговорило языком математики. Античная наука ценила математику, но ограничивала область ее применения «идеальными» небесными сферами и считала, что описание земных явлений возможно только качественное, нематематическое. Новое естествознание сумело выделить объективные количественные характеристики (форма, величина, масса, движение) и выразить их в строгих математических закономерностях (через формулы).

- Наука нашла опору  в методах исследований для  подчинения природы, а не просто  ее созерцать.

- Было разрушено представление о космосе, как о завершенном и гармоничном мире. На смену этому пришла концепция бесконечной Вселенной.

- Главенствующей во всей науке стала механика. Все знания о природе сводились к принципам механики, а соображения о ценностях, совершенствах отбрасывались.

- Сформировался четкий идеал научного знания: раз и навсегда установленная абсолютно истинная картина природы, которую можно лишь подправлять, но радикально переделывать уже нельзя.

Итог второй научно революции  – создана механиститческая картина  мира на базе экспериментально-математического естествознания. В этом русле наука развивалась практически до конца XIX в. За это время было сделано много выдающихся открытий, но они лишь дополняли и усложняли сложившуюся общую картину мира. Потрясение этих основ – третья научная революция. И произошла она на рубеже XIX-XX в.в.

В это время состоялась целая серия блестящих открытий в физике (сложная структура атомов, явления радиоактивности, дискретный характер электромагнитного излучения и т.д.). Был нанесен сокрушительный удар механистической картине мира – убежденности в том, что с помощью простых сил, действующих между объектами, можно описать все явления природы, что механика И. Ньютона – это универсальный ключ к пониманию всего происходящего.

Наиболее значимыми  теориями, составившими основу новой парадигмы научного знания, стали теория относительности и квантовая механика. Теорию относительности можно квалифицировать как новую общую теорию пространства, времени и тяготения. Квантовая механика обнаружила вероятностный характер законов микромира, а также неустранимый корпускулярно-волновой дуализм (положение о том, что любые микрообъекты материи – фотоны, электроны, протоны, атомы обладают свойствами частиц – корпускул и волн) в фундаменте материи.

В парадигме Античной науки все строилось на геоцентрической системе, в парадигме Ньютоновской науки – на гелиоцентрической системе, в парадигме после третьей научной революции Эйнштейновский переворот означил принципиальный отказ от всякого центризма вообще: «привилегированных» систем отсчета в мире нет, все они равноправны, причем любое утверждение имеет смысл только будучи «привязанным», соотнесенным с какой-либо конкретной системой отсчета. А это означает, что любое наше представление, в том числе и вся научная картина мира, релятивны, т.е. относительны.