Vii. структура научного знания

Что представляет собой научное знание?

Какова его структура?

Для того чтобы ответить на эти вопросы, необходимо прежде всего обратить внимание на то, что научное знание — это сложная система с весьма разветвленной иерархией структурных уровней.

Для решения нашей задачи вычленим три уровня в структуре научного знания:

— локальное знание, которое в любой научной области соотносится с теорией;

— знания, составляющие целую научную область;

— знания, представляющие всю науку.

1. ЭМПИРИЧЕСКИЙ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ УРОВНИ ЗНАНИЯ

Рассмотрим вопросы, связанные со структурой локальной области знания.

Очевидно, что здесь можно выделить по крайней мере два уровня:

уровень эмпирических знаний

и

уровень теоретических знаний.

На конкретном примере — механике — выясним, что представляют собой уровни эмпирического и теоретического знания.

Эмпирия здесь связана с наблюдениями и экспериментами над механическими перемещениями твердых тел или жидкостей. Совокупность эмпирических данных дают нам также астрономические наблюдения за перемещениями небесных тел — и это очень важные знания, на которые опирается механика.

В свое время А. Пуанкаре говорил, что самое большое благо, которое принесла астрономия человечеству, заключается в том, что, глядя на небо, люди поняли, что все в мире подчиняется законам и что перемещение небесных тел — это самое очевидное проявление закономерности окружающей нас действительности.

Для знаний, полученных на эмпирическом уровне, характерно то, что они являются результатом непосредственного контакта с «живой» реальностью в наблюдении или эксперименте. На этом уровне мы получаем знания об определенных событиях, выявляем свойства интересующих нас объектов или процессов, фиксируем отношения и, наконец, устанавливаем эмпирические закономерности.

Над эмпирическим уровнем науки всегда надстраивается теоретический уровень.

Теория, представляющая этот уровень, строится с явной направленностью на объяснение объективной реальности (главная задача теории заключается в том, чтобы описать, систематизировать и объяснить все множество данных эмпирического уровня).

Однако теория строится таким образом, что она описывает непосредственно не окружающую действительность, а идеальные объекты.

Механика, например, описывает не реальные процессы, с которыми человек непосредственно имеет дело в действительности, а относящиеся к идеальным объектам, например, материальным точкам.

Идеальные объекты, в отличие от реальных, характеризуются не бесконечным, а вполне определенным числом свойств. Материальные точки, с которыми имеет дело механика, обладают очень небольшим числом свойств, а именно массой и возможностью находиться в пространстве и времени.

Таким образом, идеальный объект строится так, что он полностью интеллектуально контролируется.

В теории задаются не только идеальные объекты, но и взаимоотношения между ними, которые описываются законами. Кроме того, из первичных идеальных объектов можно конструировать производные объекты.

В итоге теория, которая описывает свойства идеальных объектов, взаимоотношения между ними, а также свойства конструкций, образованных из первичных идеальных объектов, способна описать все то многообразие данных, с которыми ученый сталкивается на эмпирическом уровне.

Происходит это следующим образом: из исходных идеальных объектов строится некоторая теоретическая модель данного конкретного явления и предполагается, что эта модель в существенных своих сторонах, в определенных отношениях соответствует тому, что есть в действительности.

Уточним теперь наши представления о теоретическом уровне знания. Важно иметь в виду, что этот уровень знания обычно расчленяется на две существенные части, представляемые

фундаментальными теориями

и

теориями, которые описывают конкретную (достаточно большую) область реальности, базируясь на фундаментальных теориях.

Так, механика описывает материальные точки и взаимоотношения между ними, а на основе ее принципов далее строятся различные конкретные теории, описывающие те или иные области реальности.

Для описания поведения, например, небесных тел строится небесная механика. При этом Солнце представляет собой центральное тело, обладающее большой массой, а планеты — тела, движущиеся вокруг этого центрального тела по законам механики и по закону всемирного тяготения. Эта конкретная модель строится из материальных точек и рассчитывается, исходя из принципов механики.

Таким же образом — на базе механики — строятся и другие конкретные теории: твердого тела, жидкости и т.д. Часто при построении таких теорий удается обойтись только принципами механики, однако при построении, например, теории тепловых явлений в конце концов выясняется, что принципов и законов механики недостаточно, что нужны еще вероятностные представления.

Важно еще раз отметить, что в теории мы всегда имеем дело с идеальным объектом: в фундаментальных теориях — с наиболее абстрактным идеальным объектом, а в теориях второго поколения — с определенными производными от этих идеальных объектов, на основе которых конструируются модели конкретных явлений действительности.

Роль теории в науке определяется тем, что в ней мы имеем дело с интеллектуально контролируемым объектом, в то время как на эмпирическом уровне — с реальным объектом, обладающим бесконечным количеством свойств и, вообще говоря, интеллектуально не контролируемым.

Поскольку в теории мы имеем дело с интеллектуально контролируемым объектом, то мы можем, вообще говоря, описать теоретический объект как угодно детально и получить в принципе как угодно далекие следствия из теоретических представлений. Коль скоро наши исходные абстракции верны, мы можем быть уверены, что и следствия из них будут верны. Сила теории состоит в том, что она может развиваться как бы сама по себе, без прямого контакта с действительностью. Естественно, что исходные принципы должны соотноситься с действительностью.

Итак, в структуре научного знания выделяются два существенно различных, но взаимосвязанных уровня:

эмпирический и теоретический

Но, чтобы адекватно описать локальную область знания, этих двух уровней оказывается недостаточно. Необходимо выделить часто нефиксируемый, но очень существенный уровень структуры научного знания — уровень философских предпосылок, содержащий общие представления о действительности и процессе познания, выраженные в системе философских понятий.

ФИЛОСОФСКИЕ ОСНОВАНИЯ НАУКИ

Рассмотрим область явлений микромира, которая изучается квантовой механикой, и определим, в каких аспектах ученый имеет здесь дело с философскими предпосылками.

— Квантовая механика опирается на определенную совокупность эмпирических данных, получаемых при изучении микропроцессов с помощью различных приборов: счетчиков Гейгера, камеры Вильсона, фотоэмульсии и т.д.

— Теория — квантовая механика — не только описывает данные эмпирического уровня, но и может предсказывать результаты определенных событий в этой области.

— Однако более внимательный анализ показывает, что этим описание данной области науки не исчерпывается. Оказывается, что существеннейшую роль в квантовой механике играет истолкование ее аппарата с точки зрения определенных представлений о реальности и процессе ее познания.

Всем известна колоссальная по широте и глубине обсуждаемых проблем дискуссия, которая развернулась вокруг проблем квантовой механики между двумя направлениями, виднейшими представителями которых были А.Эйнштейн и Н.Бор. Ее суть состояла в том, как соотнести аппарат квантовой механики с окружающим нас миром.

Из всего комплекса обсуждавшихся проблем рассмотрим лишь одну, связанную с истолкованием пси-функции. Эта функция входит в основное уравнение квантовой механики — уравнение Шрёдингера, которое описывает поведение микрообъектов. Оказывается, что пси-функция дает лишь вероятностные предсказания, и поэтому остро встает вопрос о том, какова сущность этой вероятности.

— А. Эйнштейн считал, что вероятностный характер предсказаний в квантовой механике обусловлен тем, что квантовая механика неполна.

Сама действительность полностью детерминистична, в ней всей определено, все принципиально — вплоть до деталей — предсказуемо, а квантовая механика опирается на неполную информацию о действительности, поэтому она дает вероятностные предсказания.

Представим себе, что мы подбрасываем монету и она упала на орла. Мы говорим, что вероятность выпадения монеты на орла равняется 1/2. Каковы основания этого вероятностного суждения? Поведение монеты объективно вероятностно, или мы просто не полностью знаем все детали того процесса, которые приводят к этому результату?

В классической физике эту ситуацию обычно рассматривают таким образом: поскольку все в мире однозначно предопределено, то, если бы мы точно учли все детали — распределение массы монеты, точку приложения силы, величину импульса, с какими молекулами воздуха и как будет взаимодействовать монета при движении и т.д., мы могли бы высказать аподиктическое, а не вероятностное суждение о том, как упадет монета.

Таким образом, с этой точки зрения, в природе отсутствуют вероятностные процессы, а наши вероятностные суждения связаны с тем, что мы не имеем полной информации о действительности.

А. Эйнштейн полагал, что так же обстоит дело и с квантово-механическими явлениями. Следует обратить внимание на то, что истолкование А.Эйнштейном аппарата квантовой механики базируется:

— во-первых, на определенных представлениях о действительности, согласно которым в мире все однозначно детерминировано;

— во-вторых, на представлениях о характере научной теории: теория, в которой есть вероятность, неполна, но неполные теории имеют право на существование;

— Бор предложил другой вариант истолкования этой же ситуации.

Он утверждал, что квантовая механика полна и она отражает принципиально неустранимую вероятность, характерную для нашего постижения микромира.

Эта точка зрения совершенно противоположна точке зрения А. Эйнштейна и в плане представлений о мире и в плане представлений о гносеологическом статусе вероятностной теории.

Очевидно, что, вычленяя в структуре локального научного знания только два уровня — эмпирический и теоретический — невозможно истолковать научную теорию как знание.

С этих позиций ее в лучшем случае можно истолковать лишь как аппарат описания и предсказания эмпирических данных.

Однако такая позиция никогда не устраивала ученых.

Ученые никогда на этом не останавливаются, стремясь истолковать науку не только как описание непосредственно наблюдаемых явлений, но и как отражение объективной реальности, которая лежит за явлениями, за наблюдаемым. В рассмотренном случае и у А.Эйнштейна и у Н.Бора отчетливо видна эта тенденция, выразившаяся в построении определенных интерпретаций квантовой механики с позиций различных философских представлений.

Обратим внимание на то, что в науку теория может войти в таком виде, в каком она не представляет собой знание в полном смысле этого слова. Она уже функционирует как определенный организм, уже описывает эмпирическую действительность, но в знание в полном смысле она превращается лишь тогда, когда все ее понятия получают онтологическую и гносеологическую интерпретацию.

Итак, в науке существует уровень философских предпосылок.

Ясно, что в зависимости от того, с какой наукой и с какой теорией мы имеем дело, философские основания выявляют себя в большей или меньшей степени. В квантовой механике они очевидны. Здесь до сих пор идут острейшие споры по проблемам интерпретации ее математического аппарата и по сей день отсутствует позиция, которая примирила бы спорящие стороны. Аналогичные примеры можно легко обнаружить в других науках.

Сколько бурных философских дискуссий вызвало учение об эволюции живой природы или генетика!

А какими интеллектуальными баталиями сопровождалось освоение идей структурализма в лингвистике, литературоведении и искусствоведении!

Что представляют собой математические объекты, можно ли всю математику построить на основе теории множеств, возможно ли доказательство непротиворечивости математики, как объяснить невероятную приложимость математических построений к областям реальности, которые совершенно не похожи на мир, непосредственно доступный нашему восприятию?

Обсуждение такого рода вопросов привлекало и привлекает внимание многих математиков и философов.

Вместе с тем, как свидетельствуют факты, в науке существует немало теорий, которые не вызывают каких-либо споров по поводу их философских оснований. Это связано с тем, что они базируются на философских представлениях, близких к общепринятым, и поэтому не подвергаются рефлексии: они не выступают предметом специального анализа, а воспринимаются как нечто само собой разумеющееся.

Обратим внимание теперь на то, что и эмпирическое знание находится в зависимости от определенных философских представлений. В самом деле, рассмотрим эмпирический уровень науки.

Очевидно, что в любом наблюдении или эксперименте ученый исходит из того, что реальные объекты и явления, с которыми он сталкивается, причинно обусловлены. Мы в данном случае отвлекаемся от природы причинно-следственных связей, которые могут быть весьма сложны, как, например, в микромире, рассматривая эмпирические знания, с которыми имеет дело большинство наук.

— В этом случае ученый всегда исходит из того, что все имеет свою причину. Если, например, результат эксперимента не повторяется, он ищет причину этого неповторения.

— Как известно, результаты эксперимента требуют обязательной статистической обработки. Без этого они не могут быть научными и не могут быть опубликованы. Это требование вытекает из представлений о том, какую роль в экспериментальных результатах играют ошибки измерения.

— Далее статья с результатами эмпирических исследований публикуется спустя некоторое время после проведения эксперимента. Здесь очевидно предположение, что эксперимент имеет значимость не только в данный момент времени, что те закономерности, которые фиксируются на эмпирическом уровне, устойчивы, неизменны, если, конечно, речь не идет о какой-либо особой ситуации, например, о быстроменяющейся социальной области, где эта динамика специально учитывается.

Таким образом, на эмпирическом уровне знания существует определенная совокупность общих представлений об окружающем нас мире.

Эти представления настолько очевидны, что мы не делаем их предметом специального исследования. Они просто передаются из поколения в поколение как традиция.

Но они существуют, и рано или поздно меняются и на эмпирическом уровне.

Оказывается, что уровень философских предпосылок связан со стилем мышления определенной исторической эпохи. Например, для науки XVIII в. было характерно представление о научной теории как зеркальном отражении объективной реальности, дающем полную картину Данной области действительности.

Когда-то Ж.Лагранж говорил, что И.Ньютон не только великий человек, но и один из самых счастливых людей в мире, потому что теорию Солнечной системы можно построить только один раз.

Мы знаем, что ее уже не раз перестраивали после И.Ньютона, но раньше считалось, что, коль скоро научная теория построена, то она дает адекватное знание в своей предметной области.

Кроме того, считалось, что в самом мире нет никакой вероятности, поэтому и теория принципиально не может содержать в себе вероятности. Это была очень важная методологическая установка, которая во многом определяла стиль научного мышления того времени. С этой позиции смотрели на любую область действительности.

Например, при построении, теории социальных явлений за образец брали небесную механику и пытались выдвинуть основные принципы (свободы, братства, равенства и т.д.), с помощью которых можно было бы описать любое социальное явление так же, как с помощью принципов механики и закона всемирного тяготения можно объяснить небесные явления.

Ясно, что в XX в. ситуация меняется. Мы теперь склонны придавать большее значение скорее вероятностным теориям, чем выражающим однозначный детерминизм.

Итак, существует совокупность философских представлений, которые пронизывают и эмпирический, и теоретический уровни научного знания.

Обращая внимание на значение философии для научного познания, Л.Бриллюэн писал, что «ученые всегда работают на основе некоторых философских предпосылок, и, хотя, многие из них могут не сознавать этого, эти предпосылки в действительности определяют их общую позицию в исследовании». «Наука, — отмечал А.Эйнштейн, — без теории познания (насколько это вообще мыслимо) становится примитивной и путанной».