Принципы научного познания действительности
Важной проблемой является определение научности знания и отграничения его от других видов знания. Повторим, что понятие «истинное» не эквивалентно понятию «научное». Существует совокупность критериев научности, используя которые можно отличить научное знание от ненаучного. Так, современные физики не обсуждают возможность построения вечного двигателя, а астрономы не относятся всерьез к работам по астрологии. Вместе с тем в теоретических журналах публикуется множество статей, где представлены научные гипотезы − предположительное суждение о связи явлений. Методология науки для целей отграничения научного знания от ненаучного использует несколько принципов . Наиболее часто говорят о трех из них − рациональности, верификации и фальсификации. Принцип рациональности является основным средством обоснованности знания; он как бы ориентирует исследователя на определенные нормы и идеалы научности, а также эталоны знаний. Это принцип аргументированности, доказательности научных положений. Любое научное утверждение имеет смысл и принимается научным сообществом только тогда, когда оно доказано. Типы доказательств могут быть разными: от формализованных математических доказательств до прямых экспериментальных подтверждений или опровержений. Но недоказанных положений, трактуемых как весьма возможные, наука не приемлет. Для того чтобы некое утверждение получило статус научности, оно должно быть доказано, аргументировано, рационализировано, экспериментально проверено. Учёные считают вопрос о разграничении науки и ненауки не слишком сложным. Они интуитивно чувствуют подлинно и псевдонаучный характер знания, так как ориентируются на определённые нормы и идеалы научности, некие эталоны исследовательской работы. В этих идеалах нормах науки выражены представления о целях научной деятельности и способах их достижения. Хотя они исторически изменчивы, но всё же во все эпохи сохраняется некий инвариант таких норм, обусловленный единством стиля мышления, сформированного ещё в Древней Греции. Рациональный стиль мышления основан по сути на двух фундаментальных идеях:
природной упорядоченности,
формального доказательства как главного средства обоснованности знания.
В рамках рационального стиля мышления научное знание характеризуют следующие методологические критерии:
универсальность,
согласованность или непротиворечивость, обеспечиваемая дедуктивным способом развёртывания системы знания;
простота;
объяснительный потенциал;
наличие предсказательной силы.
Согласно принципу верификации, некое понятие или суждение имеет значение, если оно сводимо к непосредственному опыту или высказыванию о нем, т.е. эмпирически проверяемо. Различают непосредственную верификацию, когда происходит прямая проверка утверждений, формулирующих данные наблюдения и эксперимента, и косвенную верификацию, когда устанавливаются логические отношения между косвенно верифицируемыми утверждениями. Использование принципа верификации дает возможность разделить научное и ненаучное знания, но он плохо справляется с поставленной перед ним задачей, если некоторая система представлений построена таким образом, что практически любой наблюдаемый факт можно объяснить в его пользу (религия, идеология, астрология и т.д.). Принцип фальсификации предложил известный методолог науки XX в. К. Поппер; суть этого принципа в том, что критерием научного статуса теории является ее фальсифицируемость, или опровержимость, т.е. знание приобретает уровень научного только в том случае, если оно в принципе опровержимо. По представлениям Поппера, эксперименты, направленные на попытку опровергнуть некую теорию, наиболее эффективно подтверждают ее истинность и научность. Так, если все известные вам вороны имеют темный окрас, то направьте, следуя этому принципу, свои поиски не на отыскание еще одной темной вороны, а поищите среди них белую ворону. Важность принципа фальсификации обусловлена следующим. Несложно получить подтверждения, или верификации, почти для каждой теории, если искать только подтверждения. По мнению Поппера, каждая «хорошая» научная теория является некоторым запрещением − она «запрещает» появление определенных событий. Чем больше теория запрещает, тем она лучше. Теория, не опровержимая никаким мыслимым событием, является ненаучной; можно сказать, что неопровержимость представляет собой не достоинство теории, а ее порок. Каждая настоящая проверка теории является попыткой ее фальсифицировать (опровергнуть). Зачастую ненаучное знание пытаются выдать за научное и представляют в наукообразной форме. Сегодня распространено мнение о том, что современная наука консервативна и ограниченна, поскольку не признает так называемые нетрадиционные, паранаучные концепции − астрологию, парапсихологию, уфологию и т.д. Эти концепции появились не в наше время, а сотни и тысячи лет назад, однако до сих пор соответствующие исследования не считаются научными, так как не дали достоверных, научно установленных фактов. А наука не может наделить статусом научности те исследования, которые не являются обоснованными. Широко известно высказывание по этому поводу Ф. Бэкона: «...правильно ответил тот, который, когда ему показали выставленное в храме изображение спасшихся от кораблекрушения принесением обета и при этом добивались ответа, признает ли теперь он могущество богов, спросил в свою очередь: «А где изображение тех, кто погиб после того, как принес обет?» Таково основание почти всех суеверий − в астрологии, в сновидениях, в поверьях, в предсказаниях и т.п. Люди, услаждающие себя подобного рода суетой, отмечают то событие, которое исполнилось, и без внимания проходят мимо того, которое обмануло, хотя последнее бывает гораздо чаще». Эти паранаучные концепции не приняты научным сообществом, поскольку с точки зрения науки они не пополняют наше знание о действительности [5, 9].
Цель естествознания − описать, систематизировать и объяснить совокупность природных явлений и процессов [3].
Слово объяснить в методологии науки само требует объяснения. В большинстве случаев оно означает «понимать». Что обычно подразумевает человек, говоря «Я понимаю»? Как правило, это означает: «Я знаю, откуда это взялось» и «Я знаю, к чему это приведет». Так образуется причинно-следственная связь: причина − явление − следствие. Расширение такой связи и образование многомерной структуры, охватывающей множество явлений, служат основой научной теории, характеризующейся четкой логической структурой и состоящей из набора принципов или аксиом и теорем со всеми возможными выводами. По такой схеме строится любая математическая дисциплина, например, Евклидова геометрия или теория множеств, которые могут служить характерными примерами научных теорий. Построение теории, конечно, предполагает создание особого научного языка, специальной терминологии, системы научных понятий, имеющих однозначный смысл и связанных между собой строгими правилами логики.
Однако естествоиспытатель не может только создавать теории или выдвигать гипотезы. Он должен связать их с «действенным ходом вещей», подтвердить их опытом, доказать их жизнью. Для математики доказательство − логически безупречный вывод теоремы из системы аксиом. Вывод теоремы признается истинным, если истинны аксиомы. Для естествоиспытателя истинность теоретического вывода доказывается только опытом, экспериментом. В этом заключается принципиальное различие естественно-научной истины от математической.
После того как теория проверена опытом, наступает следующая стадия познания действительности, в которой устанавливаются границы истинности наших знаний или границы применимости теорий и отдельных научных утверждений. Данная стадия обусловливается объективными и субъективными факторами. Один из существенных объективных факторов − динамизм окружающего нас мира: вспомним мудрые слова Гераклита − «Все течет, все изменяется; в одну и ту же реку нельзя войти дважды». Другой объективный фактор связан с несовершенством техники эксперимента, служащей материальной базой любого опыта. Поиском истины занимается человек, он же создает теорию и проводит эксперимент. Его органы чувств и интеллектуальные способности нельзя считать совершенными: errare humanum est (известное латинское выражение − ошибаться свойственно человеку). Это и есть субъективный фактор познания действительности. Объективные и субъективные факторы не позволяют однозначно утверждать, что естественно-научная истина абсолютна. Любая научная истина относительна, но содержит элементы абсолютного. Даже в математике кажущаяся абсолютность логически выводимых истин ограничена рамками истинности и применимости исходных аксиом и используемых понятий.
Эмпирический подход основан на опыте как единственном источнике познания.
Научная теория и эксперимент, или, в обобщенном виде, наука и практика − вот два кита, на которых держится ветвистое древо познания. Влюбленные в практику без науки словно кормчий, ступающий на корабль без руля или компаса; он никогда не уверен, куда плывет... Наука − полководец, а практика − солдат − так сказал гениальный Леонардо да Винчи.
Причинность. Первое и достаточно емкое определение причинности содержится в высказывании Демокрита:
Ни одна вещь не возникает беспричинно, но все возникает на каком-нибудь основании и в сипу необходимости.
Принцип причинности, или, говоря научно, принцип детерминизма, означает утверждение о том, что все события в мире связаны между собой причинной связью. Согласно принципу причинности событий, у которых нет реальной, фиксируемой теми или иными способами причины, не бывает. Не бывает также событий, не влекущих за собой каких-либо материальных, предметных следствий. Всякое событие порождает каскад, или, по крайней мере, одно следствие. Следовательно, принцип причинности утверждает наличие во Вселенной естественных сбалансированных способов взаимодействия объектов. Только на его основе можно подойти к изучению окружающей действительности с позиций науки, используя механизмы доказательства и экспериментальной проверки. Принцип причинности может пониматься и трактоваться по-разному, в частности, достаточно сильно различаются между собой его интерпретации в классической науке, связанной, прежде всего, с классической механикой Ньютона, и квантовой физике, являющейся детищем XX столетия, но при всех модификациях этот принцип остается одним из главных в научном подходе к пониманию действительности. Критерий истины. Естественно-научная истина проверяется (доказывается) только практикой: наблюдениями, опытами, экспериментами, производственной деятельностью. Если научная теория подтверждена практикой, то она истинна. Естественно-научные теории проверяются экспериментом, связанным с наблюдениями, измерениями и математической обработкой получаемых результатов.
Н.Г. Багдасарьян [7] выделяет следующие принципы познания действительности.
Принцип объективности. Объект − нечто, лежащее за пределами познающего человека, находящееся вне его сознания, существующее само по себе, имеющее свои собственные законы развития. Принцип объективности означает не что иное, как признание факта существования независимого от человека и человечества, от его сознания и интеллекта, внешнего мира и возможности его познания. И это познание разумное, рациональное должно следовать выверенным, аргументированным способам получения знания об окружающем мире.
Принцип воспроизводимости. Любой факт, полученный в научном исследовании как промежуточный или относительно законченный, должен иметь возможность быть воспроизведенным в неограниченном количестве копий, либо в экспериментальном исследовании других исследователей, либо в теоретическом доказательстве других теоретиков. Если научный факт невоспроизводим, если он уникален, его невозможно подвести под закономерность. А раз так, то он не вписывается в причинную структуру окружающей действительности и противоречит самой логике научного описания. Следующий принцип, лежащий в основании научного познания, − принцип теоретичности. Наука − не бесконечное нагромождение разбросанных идей, а совокупность сложных, замкнутых, логически завершенных теоретических конструкций. Каждую теорию в упрощенном виде можно представить в качестве совокупности утверждений, связанных между собой внутритеоретическими принципами причинности или логического следования. Отрывочный факт сам по себе значения в науке не имеет. Для того чтобы научное исследование давало достаточно целостное представление о предмете изучения, должна быть построена развернутая теоретическая система, называемая научной теорией. Любой объект действительности представляет собой огромное, в пределе бесконечное количество свойств, качеств и отношений. Поэтому и необходима развернутая, логически замкнутая теория, которая охватывает наиболее существенные из этих параметров в виде целостного, развернутого теоретического аппарата. Следующий принцип, лежащий в основании научного познания и связанный с предыдущим, − это принцип системности.Общая теория систем является во второй половине XX века основанием научного подхода к пониманию реальности и трактует любое явление как элемент сложной системы, то есть как совокупность связанных между собой по определенным законам и принципам элементов. Причем эта связь такова, что система в целом не является арифметической суммой своих элементов, как думали ранее, до появления общей теории систем. Система представляет собой нечто более существенное и более сложное. С точки зрения общей теории систем, любой объект, являющийся системой, − это не только совокупность элементарных составляющих, но и совокупность сложнейших связей между ними. Теория систем начинается с классификации систем. Часто выделяют три типа систем: дискретный (корпускулярный), жесткий и централизованный. Первые два типа являются крайними, или предельными. Системы, относящиеся к «дискретному» типу, состоят в основном из подобных элементов, не связанных между собой непосредственно, а объединенных только общим отношением к окружающей среде. Жесткий тип систем можно рассматривать как противоположный дискретному. Часто эти системы отличаются повышенной организованностью по сравнению с простой суммой их частей и тем, что обладают совершенно новыми свойствами. Разрушение одного отдельного органа губит всю систему. Централизованный тип систем содержит одно основное звено, которое организационно, но не обязательно геометрически, находится в центре системы и связывает все остальные звенья или даже управляет ими.
В теории систем можно выделить три основных принципа.
1. Принцип сильного звена активных систем. Эффективность таких систем повышается за счет одного сильного звена.
2. Принцип обратных связей. Обратные связи являются также фундаментальным понятием кибернетики и потому рассматриваются в следующей главе.
3. Принцип возникновения новых свойств и функций при объединении элементов в систему (принцип эмерджентности). Эти свойства иногда называют эмерджентными, они не могут быть предсказаны на основе знания частей и способа их соединения. Например, в состав сахара входят только С, Н, О, которые сами характерного вкуса сахара не имеют. Последний появляется лишь тогда, когда эти три элемента образуют определенную систему. Более сложным примером являются 20 аминокислот, которые не обладают свойством самовоспроизведения, но бактерии, из которых они могут быть составлены, таким свойством обладают. В подобных «крайних случаях» выявляются элементарные системы, лишенные элементов и структуры в данной объектной области. Например, элементарная биологическая система − клетка − не имеет биологических элементов, хотя и содержит химические и физические компоненты. Элементарная геологическая система − минерал − тоже не имеет геологических элементов и структуры, но обладает кристаллохимической структурой и разного рода компонентами. Теория систем привела к появлению общего системного подхода, согласно которому Вселенная в пределах космологического горизонта представляет собой самую крупную из известных науке систем. В процессе своего развития Вселенная создает определенные подсистемы, характеризующиеся различными масштабами, открытостью и неравновесностью.