Эмпирический и теоретический уровни науки

Цель изучения темы: Формирование представлений о теоретическом и эмпирическом уровнях науки, их взаимодействии.

Основные вопросы темы: Специфика эмпирического и теоретического уровней науки. Проблема научного факта. Соотношение понятий «теория», «теоретический уровень науки». Содержание и специфика теоретического знания. Философско-мировоззренческие основания понятия «закон науки». Теория и гипотеза. Верификация и фальсификация как стратегии установления достоверности гипотезы. Взаимодействие теории и ее эмпирического базиса. Научные проблемы как элемент теоретического уровня науки.

Не следует отождествлять оппозиции чувственное – рациональное (виды познания), эмпирическое – теоретическое (структурные уровни науки). Оппозиция чувственного и рационального базируется на различении двух основных познавательных способностей человека. Эмпирический и теоретический уровни науки различаются применяемыми в их рамках методами познания и характером полученных знаний. Эмпирический (опытный) уровень научной деятельности характеризуется непосредственным взаимодействием с реальными объектами (или их заместителями – материальными моделями); теоретическое знание об объекте опосредовано эмпирической сферой. Приведенное различение эмпирического и теоретического не охватывает всего многообразия их соотношений в науках. Есть науки, в которых отсутствует эмпирический базис в строгом смысле этого слова (логика, философия). Есть науки эмпирические (фактографические, дескриптивные). Некоторые науки, зарождаясь как эмпирическо-дескриптивные, затем развивались в теоретические (география, биология). Бывает, что некоторые эмпирические направления наук приобретают статус отдельных научных дисциплин.

Основные методы получения эмпирического знания – наблюдение, эксперимент, моделирование и «встроенные» в них измерительные процедуры. К эмпирическим методам относятся и некоторые логические действия, направленные на обработку эмпирического знания: обобщение, систематизация, классификация.

Основные формы эмпирического знания: эмпирические данные, эмпирические факты, эмпирические законы, классификационные системы.

Следует различать понятия «факт реальности» и «факт науки». В результате наблюдений, экспериментирования исследователь получает не факты, а исходные данные, которые превращаются в факты науки, соотносятся с теоретическим знанием при выполнении некоторых действий: многократное проведение эксперимента (наблюдений); учет случайных возмущающих воздействий; учет системных погрешностей приборной установки; расчет среднестатистических значений полученных количественных характеристик объекта; интерпретация результатов эксперимента (или наблюдений) в терминах теории.

Эмпирические законы называются так потому, что они получаются в результате индуктивного обобщения эмпирических данных. Они не объясняют факты, а лишь регистрируют наличие зависимостей между количественными характеристиками объекта.

Классификационные системы могут базироваться как на эмпирически фиксируемых сходствах и различиях внутри исследуемого класса объектов, так и на теоретически обоснованных принципах. В последнем случае классификационная система выступает как элемент теоретического знания (например, современные системы химических элементов, биологических видов) и является очень эффективным способом свертывания информации.

Следует различать понятия «теория» и «теоретический уровень науки». Теоретический уровень науки включает в себя кроме теории еще и некую «метатеорию» - явно сформулированное и неявное знание о самой теории, ее основаниях, проблемах и границах применимости. Полный перечень элементов метатеории представить невозможно, поскольку он варьируется в зависимости от степени развития дисциплины, ее мировоззренческой значимости, уровня развития философской рефлексии. Посредством этой «инфраструктуры» теория согласуется со всем комплексом научных знаний, духовной культурой в целом. Важнейшими элементами теоретического уровня являются: теория (в узком смысле этого слова); методологическая рефлексия; философско-онтологические допущения относительно свойств объективной реальности; идеалы, нормы и принципы познания; стиль мышления; картина мира; знание о границах теории – сфере ее применимости, нерешенных проблемах.

Теория представляет собой непротиворечивую систему идей (высказываний), посредством которых создается целостное (концептуализированное), сущностное знание об объекте, объясняются известные и предсказываются неизвестные факты. Основные формы знаний в рамках теории: понятия, законы, знание о способах соотнесения понятий и законов с реальными объектами (способы теоретической интерпретации фактов и эмпирической интерпретации теоретических положений).

В отличие от фактуального знания эмпирического уровня теория описывает, познает свои объекты не в многообразии конкретных форм существования и свойств, а как чистые сущности. Эта задача реализуется путем создания идеализированных объектов, относительно которых и формулируются законы теории. Например, в законах механики представлены не конкретные движущиеся, взаимодействующие тела, а материальные точки, силы, обобщенные соотношения параметров.

Знание сущности и законов реальности (объекта) – отличительная, специфическая черта науки, выделяющая ее среди других способов духовного постижения реальности. Каким образом знание, основанное на не полном опыте, становится существенным и всеобщим? – вопрос, решаемый не в рамках конкретных наук, а философско-мировоззренческими методами. Философы XVII –XVIII вв. (Декарт, Юм, Кант) обратили внимание на тот факт, что понятия закона, причинности предшествуют любому эмпирическому знанию, но из опыта их вывести невозможно. Последующие размышления над этой проблемой привели к выводу о невозможности построения науки на сугубо эмпирической основе. Наука включает в себя мировоззренческие философские допущения, к числу которых относятся представления об объективном существовании реальности, ее упорядоченности и единстве, всеобщей детерминации явлений, пространственной и временной однородности мира (законы реальности не изменяются при их пространственных и временных перемещениях). Таким образом, именно взаимодействие с философией обеспечило науке обоснование форм ее знания (законов) и эффективность опытно-экспериментальных методов.

Теории не разрабатываются изначально в полном объеме, как завершенное достоверное знание. Способом возникновения и развития теории является гипотеза (предположительно достоверное знание). Гипотезы различны по уровню их разработанности (общая идея или ее детализация), по степени общности (для объяснения всех объектов или некоторых из них), по способу формирования (индуктивное обобщение фактов, соединение уже существующих теоретических знаний с новыми фактами, математические гипотезы). Попытки установления достоверности гипотез приводят либо к их принятию в статусе теории, либо к отказу от них.

Основными методами установления истинности гипотез считаются верификация и фальсификация. Предложенный представителями Венского кружка метод верификации в современной методологии трактуется как подтверждение теории фактами. К. Поппер предложил для проверки гипотез искать не подтверждающие, а опровергающие факты; теорию следует считать истинной, если она не опровергнута фактами. Такой способ испытания теоретического знания (фальсификация) восходит к идее Ф. Бэкона о возможности решающего эксперимента.

В реальном научном процессе ученые используют и верификационный, и фальсификационный методы. Несмотря на кажущееся различие методов верификации и фальсификации, их объединяет общая идея: эмпирия надежнее теории. В действительности как теория, так и эмпирия являются порождением человеческой активности, их надежность зависит от надежности, обоснованности применяемых методов.

В истории науки нередки ситуации выбора между несколькими гипотезами, претендующими на решение одной и той же проблемы. Выбор ученых в пользу той или иной гипотезы определяется комплексом критериев: возможность эмпирической проверки, полнота, непротиворечивость, эвристичность. Т. Кун справедливо утверждал, что в ситуации выбора на ученых воздействуют и вненаучные факторы – подготовленность научного сообщества к восприятию новаций, мировоззренческие, идеологические мотивы.

В ранний период становления наук о природе господствовало представление о первенстве эмпирического уровня знаний над теорией, что отразилось в гипотетико-дедуктивной модели теоретического знания. Её суть: из достаточно большого количества реализованных опытов исследователь получает сумму фактов, которые тщательно проверяются, систематизируются, обобщаются, в результате чего и получается теория, общие положения которой нужно надежными средствами дедуктивной логики распространить на новые факты (которые не были задействованы в исходном эмпирическом исследовании), получить фактуальные предсказания, поддающиеся эмпирической проверке. С этой эмпиристской точки зрения судьба теории полностью зависит от фактов: она из фактов получена и фактами проверяется.

Несомненно, что эмпиристская модель опытных наук отражает некоторые существенные стороны науки. Однако при более пристальном взгляде на проблему, учитывая реалии науки, заметим, что между эмпирией и теорией обнаруживаются более сложные отношения. Отметим некоторые из них: теория активно формирует собственный эмпирический базис, определяя круг интересующих ее фактов, участвуя в планировании экспериментов, интерпретации эмпирических данных.

Важнейшими элементами знаний теоретического уровня науки являются проблемы. В общем плане научные проблемы можно определить как ситуации неудовлетворительности наличного знания. Чтобы проблема стала стимулом развития науки, необходимо ее осознание членами научного сообщества. В многообразии научных проблем отметим основные их типы.

Рассогласование между фактуально-эмпирическим уровнем и теорией: обнаруживаются факты, которые невозможно объяснить наличными теоретическими средствами. Решение таких проблем не обязательно осуществляется за счет изменений в теории или отказа от неё. Возможно более пристальное внимание к эмпирическим методам, чистоте проводимых экспериментов.

Обнаружение логических противоречий или неполноты теории.

В истории науки нередки проблемы, порождаемые расширительной трактовкой теорий, их распространением на чрезмерно широкий круг явлений.

Проблемой может стать философско-мировоззренческая интерпретация фактов и теорий.

Контрольные вопросы и задания

1. В чем заключается различие оппозиций «эмпирическое-теоретическое», «чувственное-рациональное»?

2. Охарактеризуйте основные формы эмпирического знания.

3. Являются ли научными фактами непосредственно наблюдаемые явления?

4. В чем заключается различие понятий «теория» и «теоретический уровень науки»?

5. Каково участие философско-мировоззренческого знания в обосновании возможности познания законов реальности?

6. Как соотносятся понятия «теория» и «гипотеза»?

7. Какими методами и критериями пользуются ученые при оценке и выборе гипотез?

8. Что такое научная проблема?

Тема 13