Специфика научного познания. Уровни и формы научного познания.
Уровни научного познания
Ядро науки составляет собственно научно-исследовательская деятельность, направленная на выработку новых знаний, их систематизацию и определение сфер их приложения. В течение времени определилась структура научного познания, в которой выделяют уровни и формы научного познания.
Объяснение и понимание это два взаимодополняющих познавательных процесса, которые используются в любой области научного познания. Объяснение – это переход от более общих знаний к более конкретным эмпирическим. Объяснение позволяет осуществлять предвидение и предсказание будущих процессов.
С точки зрения источника, содержания и направленности познавательного интереса различают эмпирический и теоретический уровни исследования и организации знания.
Эмпирическое (от лат. empeiria – опыт) познание направлено непосредственно на объект и опирается на данные наблюдения и эксперимента. Исторически и логически этот уровень познания был первым и доминировал в опытном естествознании XVII–XVIII вв. Основными средствами формирования и развития научного знания в это время были эмпирические исследования и последующая логическая обработка их результатов посредством эмпирических законов, обобщений и классификаций. Уже на этой стадии возникли первичные научные абстракции, сквозь призму которых осуществлялось упорядочение и классификация эмпирического материала, доставляемого в ходе наблюдений и экспериментов. В дальнейшем, такие логические формы, как типология, объяснительные схемы, идеальные модели выступили в качестве переходных от эмпирического уровня научного познания к теоретическому.
Теоретический уровень науки характеризуется тем, что основной его задачей является не описание и систематизация фактов действительности, а всестороннее познание объективной реальности в её существенных связях и закономерностях. Иными словами, на теоретическом уровне реализуется главное предназначение науки – открытие и описание законов, которым подчиняется природный и социальный мир. Теоретическое исследование связано с созданием и развитием понятийного аппарата, большое внимание здесь уделяется совершенствованию принципов и методов познания.
Эмпирический и теоретический уровни органически взаимосвязаны и дополняют друг друга в целостной структуре научного познания. Эмпирические исследования, доставляя новые данные, стимулируют развитие теория, которая, в свою очередь, открывает новые перспективы для объяснения и предвидения фактов, ориентирует и направляет опытную науку. Факты, доставляемые в ходе наблюдений и экспериментов, образуют, по образному сравнению физиолога И.П. Павлова, «воздух ученого». Но если наука ограничится эмпирическим уровнем, она превратиться в простое собирательство, накопление фактов. Френсис Бэкон называл такой подход «путем муравья» в познании. Если же ученые будут теоретизировать в тиши кабинетов, то они рискуют оторваться от жизни и уподобятся, опять-таки по Бэкону, пауку, плетущему паутину из нитей, которые сами же из себя и прядут. Поэтому единственно правильный выход – «путь пчелы», то есть взаимное дополнение одним другого эмпирического и теоретического уровней.
Формы научного познания
Под формой научного познания понимают способ организации содержания и результатов познавательной деятельности. Для эмпирического исследования такой формой является факт, а для теоретического – гипотеза и теория .
Научный факт – это результат наблюдений и экспериментов, который устанавливает количественные и качественные характеристики объектов. Работа ученого на 80% состоит в наблюдениях над интересующим объектом с целью установления его устойчивых, повторяющихся характеристик. Когда исследователь убедится в том, что при соответствующих условиях объект всегда выглядит строго определенным образом, он подкрепляет этот результат с помощью эксперимента и, в случае подтверждения, формулирует научный факт. Например: тело, если оно тяжелее воздуха, будучи подброшенным вверх, обязательно упадет вниз.
Таким образом, научный факт – это нечто данное, установленное опытом и фиксирующее эмпирическое знание. В науке совокупность фактов образует эмпирическую основу для выдвижения гипотез и создания теория. Познание не может ограничиться фиксированием фактов, потому что это не имеет смысла: любой факт должен быть объяснен. А это уже задача теории.
Широко известен пример с яблоком Ньютона, падение которого на голову знаменитого ученого побудило последнего к объяснению этого события и привело, в конечном итоге, к созданию теории гравитации.
Теоретический уровень научного исследования начинается с выдвижения гипотез. С греческого гипотеза переводится как предположение. В качестве формы теоретического знания гипотезу определяют как предположительное знание, которое удовлетворительно объясняет эмпирические факты и не вступает в противоречие с основополагающими научными теориями. Гипотеза выдвигается для решения конкретной научной проблемы и должна удовлетворять определенным требованиям. К числу таких требований относятся релевантность, проверяемость, совместимость с существующим научным знанием, наличие объяснительных и предсказательных возможностей и простота.
Проверяемость гипотезы предполагает возможность сопоставления её результатов с данными наблюдений и экспериментов. Имеется в виду именно возможность такой проверки, а не требование обязательного её проведения. Совместимость гипотез с существующим научным знанием означает, что она не должна противоречить установленным фактам и теории. Это требование относится к нормальному периоду в развитии науки и не распространяется на периоды кризисов и научных революций.
Объяснительная сила гипотезы состоит в количестве дедуктивных следствий, которые из неё можно вывести. Если из двух гипотез, претендующих на объяснение одного и того же факта, выводится разное количество следствий, то, соответственно, они обладают разными объяснительными возможностями. К примеру, гипотеза Ньютона об универсальной гравитации не только объясняла факты, обоснованные до этого Галилеем и Кеплером, но и дополнительное количество новых фактов. В свою очередь, те факты, которые остались за пределами объяснительных возможностей ньютоновской теории гравитации, были позже объяснены в общей теории относительности А. Эйнштейна.
Предсказательная сила гипотезы заключается в количестве событий, вероятность которых она в состоянии предугадать.
Закон – следующая форма существования научного знания, в которую трансформируются гипотезы в результате всестороннего обоснования и подтверждения. В законах науки отражаются устойчивые, повторяющиеся, существенные связи между явлениями и процессами реального мира. В соответствие с принятой двухступенчатой структурой научного познания выделяют эмпирические и теоретические законы.
На эмпирической стадии развития науки устанавливаются законы, в которых фиксируются связи между чувственно воспринимаемыми свойствами объектов. Такие законы называются феноменологическими (от греч. phainomenon – являющееся). Примерами таких законов могут служить законы Архимеда, Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и другие, в которых выражаются функциональные связи между различными свойствами жидкостей и газов. Но такие законы многое не объясняют. Тот же закон Бойля-Мариотта, утверждающий, что для данной массы газа, при постоянной температуре, давление на объем является постоянной величиной, не объясняет, почему это так. Подобное объяснение достигается с помощью теоретических законов, которые раскрывают глубокие внутренние связи процессов, механизм их протекания.
Эмпирические законы можно назвать количественными, а теоретические – качественными законами.
По степени общности законы подразделяют на универсальные и частные. Универсальные законы отображают всеобщие, необходимые, повторяющиеся и устойчивые связи между всеми явлениями и процессами объективного мира. Примером может служить закон теплового расширения тел, выражаемый с помощью предложения: «Все тела при нагревании расширяются». Частные законы либо выводятся из универсальных законов, либо отображают законы ограниченной сферы действительности. Примером могут служить законы биологии, описывающие функционирование и развитие живых организмов.
С точки зрения точности предсказаний различают статистические и динамические законы. Динамические законы имеют большую предсказательную силу, поскольку абстрагируются от второстепенных и случайных факторов. Предсказания статистических законов носят вероятностный характер. Это законы демографии, статистики населения, экономики и другие, которые имеют дело с множеством случайных и субъективных факторов. Вероятностно-статистический характер имеют и некоторые природные законы, в первую очередь – законы микромира, описываемые в квантовой механике.
Теоретические законы составляют ядро научной теории – высшей формы организации научного знания. Теория представляет собой систему базовых, исходных понятий, принципов и законов, из которых по определенным правилам могут быть выведены понятия и законы меньшей степени общности. Она появляется в результате длительного поиска научных фактов, выдвижения гипотез, формулирования вначале простейших эмпирических, а затем – фундаментальных теоретических законов.
Наука чаще всего оперирует не реальными объектами, а их теоретическими моделями, которые допускают такие познавательные процедуры, которые невозможны с реальными объектами.
В зависимости от формы идеализации различают описательные теории, в которых осуществляется описание и систематизация обширного эмпирического материала, математизированные теории, в которых объект выступает в виде математической модели и дедуктивные теоретические модели.
По степени точности предсказаний теории бывают детерминистские и стохастические. Первые отличаются точностью и достоверностью предсказаний, но, в силу сложности многих явлений и процессов в мире и наличия значительной доли неопределенности, применяются редко.