Проблема, гипотеза и теория.
Теории разделяют по различным основаниям. Исходя из особенностей предметных областей, выделяют математические, физические, биологические, социальные и прочие теории.
С логической точки зрения можно выделить дедуктивные и недедуктивные теории. Основу дедуктивной теории составляет понятие логического следования. Как известно, из высказывания А логически следует высказывание B тогда и только тогда, когда истинность А гарантирует истинность В, или всякий раз, когда истинно А, истинно также и В.
Для построения фундамента дедуктивной теории важно отобрать положения соответствующей ветви знания (аксиомы), которые бы, во-первых, не противоречили одно другому. В противном случае, соответственно с законами логики, в пределах теории можно получить любое положение и она теряет свою познавательную ценность. Во-вторых, из множества аксиом должно следовать максимальное количество истинных положений данной ветви знания (система аксиом, из которой выводятся все истинные положения области знания, называется полной). В-третьих, аксиомы должны быть независимы друг от друга, т.е. не должны находиться между собой в отношении логического следования. В противном случае система аксиом окажется избыточной.
Дедуктивный способ построения теории используется, прежде всего, в математике, логике, математическом естествознании. Но нужно иметь в виду ограниченность применения дедуктивного метода в науке.
Недедуктивные теории характерны для опытных наук. Здесь «господствуют» вероятностные формы выводов - аналогия, редукция, индукция. Недедуктивным путем идет большинство естественных наук, а также науки гуманитарного и обществоведческого циклов. Теории в этих науках опираются на изучение действительности, используя наблюдения, эксперименты, реконструируя ход событий по отображению в памятниках культуры.
Недедуктивный характер теорий в опытных науках не означает полного исключения из них дедуктивных методов. Без них невозможна ни одна наука. Объяснение тех или иных явлений, видение новых фактов направляется ранее добытыми знаниями и связано и использованием дедуктивных процедур. Также и дедуктивные науки не обходятся, в частности, без аналогии или индукции, особенно на этапах своего становления.
С точки зрения глубины проникновения в сущность изучаемых явлений большой интерес вызывает деление теорий на феноменологические и эссенциальные. Глубина познания в феноменологических теориях не выходит за рамки сферы явлений и поэтому характеризуется использованием близких к опыту понятий. Эссенциальные теории идут значительно дальше и отображают внутренние механизмы изучаемых процессов. В эссенциальных теориях широко применяются абстрактные понятия, которые характеризуют ненаблюдаемые объекты. Феноменологические теории, как правило, возникают на начальных стадиях развития науки и с течением времени поглощаются эссенциальными.
В последнее время среди исследователей в различных областях знаний особого внимания заслуживает разделение эссенциальных теорий на теории простых и сложных систем. К простым системам относятся такие, что отличаются однородностью, линейностью и устойчивостью протекающих процессов. Знания об эволюции простой системы позволяют иметь всю информацию и по любому моментальному состоянию однозначно предсказать ее будущее и восстанавливать прошлое. Классическим примером простой теории служит механика Ньютона.
Но большинство систем окружающего мира имеют неоднородный, нелинейный, неустойчивый и необратимый характер. Их поведение во многом зависит от случайных факторов, и поэтому характеризуются неопределенностью и непредсказуемостью. Владея теорией сложной системы, можно делать достоверные предсказания, как правило, на коротких временных интервалах, и по прохождению некоторого времени предсказания не совпадают с ходом событий. К наиболее сложным системам относится человеческое общество, и именно здесь предсказание связано с особым риском.
Можно выделить теории завершенные и незавершенные. Завершенная теория представляет собой окончательную знаковую модель некоторого целостного фрагмента реальности с точно установленными границами. Положения завершенной теории - научные законы как достоверные высказывания о сущности познаваемых процессов. Незавершенная теория является вариационной, во многом гипотетической знаковой моделью. Границы развития такой теории пока что неизвестны, они носят открытый характер в том смысле, что отсутствуют представления о предметах, к которым она неприменима. О ее обобщениях нельзя утверждать как о достоверно установленных законах.
В развитой науке теория и факт - соотносимые понятия. Наличие одного из них немыслимо без наличия другого, одно из этих понятий имеет своей предпосылкой другое. В факте воплощается некая теоретическая конструкция. В качестве его для теории выступает не все богатство связей, которые можно наблюдать и преобразовывать в повседневной деятельности, а их ограниченный комплекс, выделенный соответственно фиксируемым в теории отношениям.
По отношению к фактам теория выполняет ряд познавательных функций, важнейшими из которых являются объяснительная, систематизирующая, предсказательная и методологическая.
Противоречия между теорией и фактами - главный источник появления проблем и задач в науке. Источник, но еще не сама проблема или задача. Наличие этого противоречия можно охарактеризовать как предпроблемное состояние научных знаний. Проблема, а затем задача возникают при появлении потребности в устранении противоречия.
Противоречие между теорией и фактами проявляет себя при использовании теории как метода, средства достижения некоторых познавательных целей - объяснения, предсказания, систематизация фактов. Удовлетворяя этому требованию, включающиеся в теорию знания могут оказаться средствами:
а) достаточными и необходимыми для достижения познавательной цели;
б) достаточными, но ненеобходимыми;
в) не достаточными, но необходимыми;
г) не достаточными и не необходимыми;
д) внутренне противоречивыми.
Под научной задачей будем понимать решаемый наукой вопрос, характеризующийся достаточностью средств для своего разрешения. Если же средств для разрешения недостаточно, то он называется научной проблемой.
После того, как проблема или задача поставлена, начинается поиск ее разрешения. На этом этапе развития научных знаний центральное место принадлежит гипотезе.
Гипотеза - предполагаемое решение некоторой проблемы. Заведомо истинный, как и заведомо ложный ответ на нее не может выступать в качестве гипотезы. Ее логическое значение находится где-то между истинностью и ложностью и может вычисляться в соответствии с законами теории вероятностей.
Главное условие, которому должна удовлетворять гипотеза в науке - ее обоснованность. Этим свойством гипотеза должна обладать не в смысле своей доказанности. Доказанная гипотеза - это уже достоверный фрагмент некоторой теории.
Основания, на которые опирается гипотеза, являются положениями необходимыми, но не достаточными для ее принятия. Это то, что называется известным в проблеме, ее предпосылками. Между ними и гипотезой имеет место отношение следования: по законам дедукции из гипотезы выводятся предпосылки проблемы, но не наоборот. Если же в качестве посылок взять предпосылки проблемы, а в качестве заключения - гипотезу (естественная ситуация в процессе развития научных знаний), то логическая связь между ними выступит в форме некоторого варианта редукции.
Характерно, что в случае задачи мы имеем дело с «вырожденным» случаем гипотезы - одним полным, строго детерминированным ответом. В случае проблемы с необходимостью выявляется более одной гипотезы, более одного полного ответа, каждый из которых не является строго детерминированным.
Необходимым условием связи между проблемой и гипотезой является единый понятийно-терминологический аппарат - требование, значение которого часто недооценивается. Паранаучные соображения, как правило, игнорируют это требование, и поэтому ошибаются даже выдающиеся ученые.
Всякая гипотеза имеет тенденцию превращения в достоверное знание. Это превращение сопровождается дальнейшим обоснованием гипотезы, которое идет теперь не со стороны проблемы, а со стороны внешнего материала, с которым она соотносится. Этот новый этап обоснования называется проверкой гипотезы. Проверка - достаточно сложная процедура и может сопровождаться различными подходами - доказательством, опровержением, подтверждением, оспариванием.
Например, в 1846 году И.Г. Галле доказал гипотезу, выдвинутую У.Ж.Ж. Леверье о местонахождении и траектории новой планеты, которая потом была названа Нептуном. Доказательство состояло в том, что И.Г. Галле просто выявил ее в процессе визуального наблюдения там, куда указал И.Ж.Ж. Леверье.
В 1774 году Дж. Пристли, выделив кислород («дефло-гистированный воздух») и установив, что этот газ поддерживает горение, оспорил флогистоновую гипотезу. Кислородная гипотеза горения нашла дальнейшее подтверждение (и достаточно сильное) в работах А.Л. Лавуазье 1785 года.
Очень часто ученым приходится безвозвратно отказываться от гипотезы в связи с ее опровержением. Такая судьба оказалась у гипотезы истечения Ньютона, в соответствии с которой считалось, что скорость распространения света в стекле, воде т.д. является более высокой, чем в воздухе, у гипотезы вечного двигателя в связи с открытием законов сохранения и др.
В борьбе конкурирующих гипотез большую роль играют так называемые решающие эксперименты. Они проводятся тогда, когда из этих гипотез удается дедуцировать следствия, противоречащие друг другу, но которые можно сопоставить с данными эксперимента. Подтверждение следствий одной гипотезы будет свидетельствовать об опровержении следствий другой. Последнее означает, что и гипотеза, из которой получены такие следствия, также должна быть признана ложной. Гипотеза, альтернативная ей, хотя и не признается пока истинной, но приобретает большую вероятность.
Достижение многих целей невозможно без разрешения комплексов проблем и задач. Рассматривая эти комплексы, мы с необходимостью выходим на одно из важнейших, но слабо изученных понятий методологии науки - понятие научно-исследовательской программы.
Научно-исследовательскую программу можно представить как иерархию задач и проблем по достижению творческого результата. Не исключается, что в качестве такового может выступать некоторая общечеловеческая ценность, например, истина или творчество само по себе. Это делает научно-исследовательскую программу иерархической системой, обладающей нежесткими, даже расплывчатыми характеристиками. Принципиально нежесткими должны быть программы, направленные на исследование самоорганизующихся систем.
Тем не менее, в структуре научно-исследовательской программы, жесткая она или же нет, правомерно выделять хотя бы некоторые промежуточные и конечные цели, соотношение которых со средствами означает постановку соответствующих задач или проблем. В зависимости от характера последних нужно различать программы реализуемые и нереализуемые, реализуемые актуально и потенциально, оптимальные и неоптимальные. В отличие от нереализуемой программы реализуемая в своей структуре содержит разрешимые задачи и проблемы. Программу, реализуемую актуально, можно представить как совокупность субординированных разрешимых задач. В ней разрешение задачи Zk по достижению конечной цели упреждается решением задачи Zk-1 по достижению промежуточной, точнее, предконечной цели; Zk-1 предваряется решение Zk-2 и т.д. Структура потенциально реализуемых программ отличается наличием не только актуально разрешимых задач, но и проблем. Оптимальной является актуально реализуемая программа, у которой условия каждой задачи не являются избыточными, т.е. они необходимы.
Таким образом, формы развивающихся знаний находятся между собой в неразрывной связи и взаимообусловленности. В то же время в процессе научного исследования каждая из них соответствует строго определенному этапу. Ориентация в этих формах, знание методологических требований - необходимое качество каждого исследователя.