Консерватизм и радикализм в науке

Рассмотренная динамика творчества показывает (если воспользоваться модными политическим терминами), что в нау­ке есть свои "консерваторы" и "радикалы". Наука в большей степени, чем какая-либо другая сфера общественной деятель­ности, поддерживается усилиями консерваторов. Консерватизм в науке, в отличие от распространенного понимания, пришедшего из сферы политической жизни, не явля­ется ни реакционным, ни бесплодным. Наоборот, он выражает здоровый дух науки, ее генеральную линию развития. Подав­ляющая часть достигнутых е науке результатов принадлежит консерваторам. Консерваторами являются бакалавры и магист­ры, кандидаты и доктора наук, академики и лауреаты научных премий. Их усилиями поддерживаются научные школы, им при­надлежит основное количество всех открытий в науке. Именно они реализуют преемственность в развитии науки и стоят на страже установившихся в научном познании "правил игры". Благодаря консерваторам и существует "нормальная наука", если воспользоваться термином Т. Куна". От истинных консер­ваторов следует отличать бесплодных ученых, трутней, слу­чайных попутчиков, имитаторов научного творчества. Истинный консерватор в науке постоянно ориентирован на получение но­вого знания, поскольку новация — цель научного творчества, но он категорически против того, чтобы посягать на устано­вившиеся основы науки, видя в таких попытках угрозу разру­шения ее фундамента. Консерватизм в науке стойко противо­стоит всякому дилетантизму, невежеству, некомпетентности, Все же модифицирующие новации являются результатом творче­ства консерваторов.

Радикалы в науке — основные возмутители ее спокойст­вия. Именно они претендуют на пересмотр общепринятых основ и являются инициаторами "аномальной науки". Радикалы смело выдвигают базисные новации и провоцируют научный кризис.

По разным подсчетам в настоящее время в мировой науке функционирует от 3 млн. до 5 млн. ученых. Если принять среднюю цифру в 4 млн., то количество продуктивных ученых, работающих в русле нормальной науки, будет равно 2000 (по закону продуктивности в науке Д. Прайса), а немногочисленный лагерь радикалов составит примерно 45 уче­ных. Эта цифра ничтожно мала и кажется весьма сомнительной. Однако если учесть, что кардинальные научные перевороты в науке случаются весьма редко, а на памяти поколении не про­исходит более одной научной революции, то указанная количе­ственная оценка радикалов становится весьма правдоподобной. Круг революционеров в науке весьма узок, но именно это ра­дикальное творческое меньшинство штурмует ее бастионы и го­товит почву для нового базиса.

Существующий баланс подавляющего числа консерваторов и ничтожно малого количества радикалов является залогом ста­бильного развития науки.

Теоретические модели как элемент внутренней организации теории

•

'Теоретические модели как элемент внутренней организации теории.'

Теория по своей структуре достаточно сложна. Ее основные компоненты: 1) исходные основания или аксиоматика теории; 2) идеализированный объект (некая абстрактная модель существующих свойств, связей изученных объектов); 3) логика теории – совокупность определенных правил; введение нового знания, доказательств в теорию;

4) совокупность утверждений, законов, заложенных в основу данной теории;

5) философские основания теории.

Теоретическая модель – некое теоретическое и схематическое представление о реальности (с помощью идеализированных абстракций, объектов). Из фундаментальных знаний дедуктивным способом можно вывести частные модели. Например, ньютоновская механика – обобщающая теоретическая модель (3 закона Ньютона:). Развитая теория формулируется не путем схематического опыта, а путем обобщения частных моделей, при этом не повторяя конкретные частные теории, а обобщая их. Частная модель – это схематизация человеческого опыта для описания определенной части реальности. Примеры развитых частных теорий – механика Ньютона (минимум идеализированных объектов, использованных для построения этой системы), маркситская теория формаций.

В настоящее время большинство фундаментальных теоретических моделей конструируется не путем схематизации конкретного опыта, а на основе абстрактных теоретических объектов.

Характеристика теоретических моделей:

1) Строятся из абстрактных (идеализированных) объектов.

2) Они замещают наиболее общие связи и представления реальности.

3) Позволяют формулировать теоретические законы.

4) На ранних стадиях развития науки возникают путем непосредственной схематизации опыта. В развитой науке – как гипотетические схемы.

5) Допускают перенос абстрактных объектов из других областей знания.

Перейдем теперь к анализу теоретического уровня познания. Здесь тоже можно выделить (с определенной долей условности) два подуровня. Первый из них образует частные теоретические модели и законы, которые выступают в качестве теорий, относящихся к достаточно ограниченной области явлений. Второй - составляют развитые научные теории, включающие частные теоретические законы в качестве следствий, выводимых из фундаментальных законов теории.

Примерами знаний первого подуровня могут служить теоретические модели и законы, характеризующие отдельные виды механического движения: модель и закон колебания маятника (законы Гюйгенса), движения планет вокруг Солнца (законы Кеплера), свободного падения тел (законы Галилея) и др. Они были получены до того, как была построена ньютоновская механика. Сама же эта теория, обобщившая все предшествующие ей теоретические знания об отдельных аспектах механического движения, выступает типичным примером развитых теорий, которые относятся ко второму подуровню теоретических знаний.

Своеобразной клеточкой организации теоретических знаний на каждом из его подуровней является двухслойная конструкция - теоретическая модель и формулируемый относительно нее теоретический закон.

Рассмотрим вначале, как устроены теоретические модели.

В качестве их элементов выступают абстрактные объекты (теоретические конструкты), которые находятся в строго определенных связях и отношениях друг с другом.

Теоретические законы непосредственно формулируются относительно абстрактных объектов теоретической модели. Они могут быть применены для описания реальных ситуаций опыта лишь в том случае, если модель обоснована в качестве выражения существенных связей действительности, проявляющихся в таких ситуациях.

Например, если изучаются механические колебания тел (маятник, тело на пружине и т.д.), то чтобы выявить закон их движения, вводят представление о материальной точке, которая периодически отклоняется от положения равновесия и вновь возвращается в это положение. Само это представление имеет смысл только тогда, когда зафиксирована система отсчета. А это - второй теоретический конструкт, фигурирующий в теории колебаний. Он соответствует идеализированному представлению физической лаборатории, снабженной часами и линейками. Наконец, для выявления закона колебаний необходим еще один абстрактный объект - квазиупругая сила, которая вводится по признаку: приводить в движение материальную точку, возвращая ее к положению равновесия.

Система перечисленных абстрактных объектов (материальная точка, система отсчета, квазиупругая сила) образуют модель малых колебаний (называемую в физике осциллятором). Исследуя свойства этой модели и выражая отношения образующих ее объектов на языке математики, получают формулу , которая является законом малых колебаний.

Этот закон непосредственно относится к теоретической модели, описывая связи и отношения образующих ее абстрактных объектов. Но поскольку модель может быть обоснована как выражение сущности реальных процессов колебания тел, постольку полученный закон можно применить ко всем подобным ситуациям.

В развитых в теоретическом отношении дисциплинах, применяющих количественные методы исследования (таких, как физика), законы теории формулируются на языке математики. Признаки абстрактных объектов, образующих теоретическую модель, выражаются в форме физических величин, а отношения между этими признаками - в форме связей между величинами, входящими в уравнения. Применяемые в теории математические формализмы получают свою интерпретацию благодаря их связям с теоретическими моделями. Богатство связей и отношений, заложенное в теоретической модели, может быть выявлено посредством движения в математическом аппарате теории. Решая уравнения и анализируя полученные результаты, исследователь как бы развертывает содержание теоретической модели и таким способом получает все новые и новые знания об исследуемой реальности.

Теоретические модели не являются чем-то внешним по отношению к теории. Они входят в ее состав. Их следует отличать от аналоговых моделей, которые служат средством построения теории, ее своеобразными строительными лесами, но целиком не включаются в созданную теорию. Например, аналоговые гидродинамические модели трубок с несжимаемой жидкостью, вихрей в упругой среде и т.д., применявшиеся при построении Максвеллом теории электромагнитного поля, были "строительными лесами", но модели, характеризующие процессы электромагнетизма как взаимосвязи электрических и магнитных полей в точке, зарядов и электрических токов в точке, - были составной частью теории Максвелла. Чтобы подчеркнуть особый статус теоретических моделей, относительно которых формулируются законы и которые обязательно входят в состав теории, назовем их теоретическими схемами. Они действительно являются схемами исследуемых в теории объектов и процессов, выражая их существенные связи.

Соответственно двум выделенным подуровням теоретического знания можно говорить о теоретических схемах в составе фундаментальной теории и в составе частных теорий.

В основании развитой теории можно выделить фундаментальную теоретическую схему, которая построена из небольшого набора базисных абстрактных объектов, конструктивно независимых друг от друга, и относительно которой формулируются фундаментальные теоретические законы.

Например, в ньютоновской механике ее основные законы формулируются относительно системы абстрактных объектов: "материальная точка", "сила", "инерциальная пространственно-временная система отсчета". Связи и отношения перечисленных объектов образуют теоретическую модель механического движения, изображающую механические процессы как перемещение материальной точки по континууму точек пространства инерциальной системы отсчета с течением времени и как изменение состояния движения материальной точки под действием силы.

Аналогичным образом в классической электродинамике сущность электромагнитных процессов представлена посредством теоретической модели, которая образована отношениями конструктов "электрическое поле в точке", "магнитное поле в точке" и "ток в точке". Выражением этих отношений являются фундаментальные законы теории электромагнитного поля.

Кроме фундаментальной теоретической схемы и фундаментальных законов в состав развитой теории входят частные теоретические схемы и законы.

В механике это - теоретические схемы и законы колебания, вращения тел, соударения упругих тел, движение тела в поле центральных сил и т.п.

В классической электродинамике к слою частных моделей и законов, включенных в состав теории, принадлежат теоретические схемы электростатики и магнитостатики, кулоновского взаимодействия зарядов, магнитного действия тока, электромагнитной индукции, постоянного тока и т.д.

Когда эти частные теоретические схемы включены в состав теории, они подчинены фундаментальной, но по отношению друг к другу могут иметь независимый статус. Образующие их абстрактные объекты специфичны. Они могут быть сконструированы на основе абстрактных объектов фундаментальной теоретической схемы и выступать как их своеобразная модификация. Различию между фундаментальной и частными теоретическими схемами в составе развитой теории соответствует различие между ее фундаментальными законами и их следствиями.

Как уже отмечалось, частные теоретические схемы и связанные с ними уравнения могут предшествовать развитой теории. Более того, когда возникают фундаментальные теории, рядом с ними могут существовать частные теоретические схемы, описывающие эту же область взаимодействия, но с позиций альтернативных представлений. Так, например, обстояло дело с фарадеевскими моделями электромагнитной и электростатической индукции. Они возникли в период, когда создавался первый вариант развитой теории электричества и магнетизма - электродинамика Ампера. Это была достаточно развитая математизированная теория, которая описывала и объясняла явления электричества и магнетизма с позиций принципа дальнодействия. Что же касается теоретических схем, предложенных Фарадеем, то они базировались на альтернативной идее - близкодействия.

Не лишне подчеркнуть, что законы электростатической и электромагнитной индукции были сформулированы Фарадеем в качественном виде, без применения математики. Их математическая формулировка была найдена позднее, когда была создана теория электромагнитного поля. При построении этой теории фарадеевские модели были видоизменены и включены в ее состав.

Это обстоятельство характерно для судеб любых частных теоретических схем, ассимилируемых развитой теорией. Они редко сохраняются в своем первоначальном виде, а чаще всего трансформируются и только благодаря этому становятся компонентом развитой теории.

Итак, строение развитой естественно-научной теории можно изобразить как сложную, иерархически организованную систему теоретических схем и законов, где теоретические схемы образуют своеобразный внутренний скелет теории.

Функционирование теорий предполагает их применение к объяснению и предсказанию опытных фактов. Чтобы применить к опыту фундаментальные законы развитой теории, из них нужно получить следствия, сопоставимые с результатами опыта. Вывод таких следствий характеризуется как развертывание теории.

ГИПОТЕТИКО-ДЕДУКТИВНАЯ МОДЕЛЬ (в методологии науки) – концепция познавательного процесса в науке и структуры научного знания, исходящая из представления о научном знании как о системе дедуктивно связанных между собой гипотетических утверждений, постепенно обосновываемых путем вывода эмпирически проверяемых следствий. Представление о гипотетико-дедуктивной модели включает в себя идею гипотетико-дедуктивного метода и концепцию гипотетико-дедуктивной системы (или теории) как формы организации научного знания. Исторически гипотетико-дедуктивная модель возникает в виде представления о гипотетико-дедуктивном методе как о способе выдвижения гипотез и последующей их проверки путем дедукции эмпирических следствий. Впоследствии идея гипотетико-дедуктивного метода была дополнена представлением о том, что научные утверждения, выдвигаемые в качестве теоретических гипотез, существуют не изолированно, а возникают и проверяются в теоретической системе гипотетико-дедуктивной теории. В т.н. стандартной концепции науки, активно пропагандировавшейся сторонниками логического позитивизма, в качестве идеала логической структуры гипотетико-дедуктивной модели рассматривалась дедуктивно-аксиоматическая система. Понятие гипотетико-дедуктивной модели в этом смысле выступало как конкретизация идеи дедуктивно-аксиоматического построения теории (как оно сложилось в методологии математики и математической логики) с учетом фактора возможности эмпирической интерпретации и, соответственно, эмпирической проверки. Эмпирическая интерпретация, задаваемая посредством «интерпретативных предложений» (или т.н. правил соответствия, связывающих теоретические конструкции в науке с данными наблюдения и эксперимента), рассматривалась как условие такой организации знания, которая обеспечивала бы возможность эмпирической проверки теоретических утверждений.

Между тем даже в математизированном естествознании реальная деятельность по развертыванию теоретических систем отнюдь не сводится к дедукции из аксиом по строгим правилам логического вывода. Важную роль здесь играет содержательное, неформализованное движение мысли, в частности мысленный эксперимент с идеальными объектами, вводимыми в теоретическую систему на разных этапах ее конкретизации с целью ее приближения к реальности. Развертывание теоретических систем во взаимодействии с эмпирическим базисом предполагает также известные «обратные связи» с научной эмпирией, материалом наблюдения и эксперимента, стимулирующие модификации, в некоторых звеньях теоретического аппарата. Необходимость методологического анализа подобных модификаций, соответствующих правил и приемов не учитывается в стандартной концепции классической гипотетико-дедуктивной модели. Тем более вне рамок этой модели оказываются процессы взаимодействия и возможного синтеза теоретических систем, смены фундаментальных научных теорий и т.д. Все это ставит задачу разработки таких методологических моделей научного исследования, которые преодолевали бы ограниченность гипотетико-дедуктивной модели в рамках т.н. стандартной концепции науки, а также позволяли бы рассматривать процессы развития и смены фундаментальных теорий.

Парадигмальные образцы работы с теоретическими моделями возникают в процессе формирования теории и включаются в ее состав как набор некоторых решенных задач, по образу и подобию которых должны решаться другие теоретические задачи.

Взаимодействие операций выдвижения гипотезы и ее конструктивного обоснования является тем ключевым моментом, который позволяет получить ответ на вопрос о путях появления в составе теории парадигмальных образцов решения задач.

Поставив проблему образцов, западная философия науки не смогла найти соответствующих средств ее решения, поскольку не выявила и не проанализировала даже в первом приближении процедуры конструктивного обоснования гипотез.

При обсуждении проблемы образцов Т.Кун и его последователи акцентируют внимание только на одной стороне вопроса - роли аналогий как основы решения задач. Операции же формирования и обоснования возникающих в этом процессе теоретических схем выпадают из сферы их анализа.

Весьма показательно, что в рамках этого подхода возникают принципиальные трудности при попытках выяснить, какова роль правил соответствия и их происхождение. Т. Кун, например, полагает, что в деятельности научного сообщества эти правила не играют столь важной роли, которую им традиционно приписывают методологи. Он специально подчеркивает, что главным в решении задач является поиск аналогий между различными физическими ситуациями и применение на этой основе уже найденных формул. Что же касается правил соответствия, то они, по мнению Куна, являются результатом последующей методологической ретроспекции, когда методолог пытается уточнить критерии, которыми пользуется научное сообщество, применяя те или иные аналогии. Кун последователен в своей позиции, поскольку вопрос о процедурах конструктивного обоснования теоретических моделей не возникает в рамках его концепции. Чтобы обнаружить эту процедуру, требуется особый подход к исследованию структуры и динамики научного знания. Необходимо рассматривать теоретические модели, включаемые в состав теории, как отражение объекта в форме деятельности. Применительно к конкретному исследованию природы и генезиса теоретических моделей физики такой подход ориентирует на их особое видение: теоретические модели рассматриваются одновременно и как онтологическая схема, отражающая сущностные характеристики исследуемой реальности, и как своеобразная "свертка" предметно-практических процедур, в рамках которых принципиально могут быть выявлены указанные характеристики. Именно это видение позволяет обнаружить и описать операции конструктивного обоснования теоретических схем.

При других же теоретико-познавательных установках указанные операции ускользают из поля зрения методолога.

Но поскольку конструктивное обоснование теоретических схем как раз и обеспечивает появление в теории правил соответствия, определяя их содержание и смысл, то неудивительными становятся затруднения Куна в определении путей формирования и функций этих правил.

Характерно, что Т. Кун при обсуждении проблемы образцов ссылается на историю максвелловской электродинамики. Анализируя ее только в плане применения аналоговых моделей, он полагает, что основные результаты максвелловского исследования были получены без какого-либо конструирования правил соответствия. Но этот вывод весьма далек от реальных фактов истории науки. Дело в том, что в процессе построения своей теории Максвелл на одном из этапов получил уравнения поля, весьма близкие к современной математической схеме описания электромагнитных явлений. Однако он не смог на этом этапе поставить в соответствие некоторым фундаментальным величинам, фигурирующим в уравнениях, реальные отношения предметов эмпирических ситуаций (введенная вместе с уравнениями теоретическая схема не находила конструктивного обоснования). И тогда Максвелл вынужден был оставить этот в общем-то перспективный аппарат, начав заново процесс теоретического синтеза. В его исследованиях поиск математических структур, описывающих электромагнитные взаимодействия, постоянно подкреплялся экспликацией и обоснованием вводимых теоретических схем.

Если проследить под этим углом зрения становление классической теории электромагнитного поля, то обнаруживается следующая логика максвелловского исследования. Максвелл поэтапно обобщал полученные его предшественниками теоретические знания об отдельных областях электромагнитных взаимодействий. Теоретический материал, который он обобщал, группировался в следующие блоки: знания электростатики, магнитостатики, стационарного тока, электромагнитной индукции, силового и магнитного действия токов.

Используя аналоговые модели, Максвелл получал обобщающие уравнения вначале для некоторого отдельного блока знаний. В этом же процессе он формировал обобщающую гипотетическую модель, которая должна была обеспечить интерпретацию уравнений и ассимилировать теоретические схемы соответствующего блока знаний.

После конструктивного обоснования и превращения этой модели в теоретическую схему Максвелл подключал к обобщению новый блок знаний. Он использовал уже примененную ранее гидродинамическую или механическую аналогию, но усложнял и модернизировал ее так, чтобы обеспечить ассимиляцию нового физического материала. После этого уже известная нам процедура обоснования повторялась: внутри новой аналоговой модели выявлялось конструктивное содержание, что было эквивалентно экспликации новой обобщающей теоретической схемы. Доказывалось, что с помощью этой схемы ассимилируются частные теоретические модели нового блока, а из нового обобщающего уравнения выводятся соответствующие частные теоретические законы. Но и на этом обоснование не заканчивалось.

Исследователю нужно было убедиться, что он не разрушил при новом обобщении прежнего конструктивного содержания. Для этого Максвелл заново выводил из полученных обобщающих уравнений все частные законы ранее синтезированных блоков. Показательно, что в процессе такого вывода осуществлялась редукция каждой новой обобщающей теоретической схемы к частным теоретическим схемам, эквивалентным ранее ассимилированным.

На заключительной стадии теоретического синтеза, когда были получены основные уравнения теории и завершено формирование фундаментальной теоретической модели, исследователь произвел последнее доказательство правомерности вводимых уравнений и их интерпретаций: на основе фундаментальной теоретической схемы он сконструировал соответствующие частные теоретические схемы, а из основных уравнений получил в новой форме все обобщенные в них частные теоретические законы. Эта заключительная стадия одновременно предстает как изложение "готовой" теории. Процесс ее становления воспроизводится теперь в обратном порядке в форме развертывания теории, вывода из основных уравнений соответствующих теоретических следствий. Каждый такой вывод может быть расценен как изложение некоторого способа и результата решения теоретических задач.

Содержательные операции построения теоретических схем, выступающие как необходимый аспект обоснования теории, теперь приобретают новую функцию - они становятся образцами операций, ориентируясь на которые исследователь может решать новые теоретические задачи. Таким образом, образцы решения задач автоматически включаются в теорию в процессе ее генезиса.

После того как теория построена, ее дальнейшая судьба связана с ее развитием в процессе расширения области приложения теории.

Этот процесс функционирования теории неизбежно приводит к формированию в ней новых образцов решения задач. Они включаются в состав теории наряду с теми, которые были введены в процессе ее становления. Первичные образцы с развитием научных знаний и изменением прежней формы теории также видоизменяются, но в видоизмененной форме они, как правило, сохраняются во всех дальнейших изложениях теории. Теория как бы хранит в себе следы своей прошлой истории, воспроизводя в качестве типовых задач и приемов их решения основные особенности процесса своего формирования.

Паради́гма (от др.-греч. παράδειγμα, «пример, модель, образец» < παραδείκνυμι — «сравниваю») — в философии науки совокупность явных и неявных (часто неосознаваемых) нормативных предпосылок, определяющих научные исследования, признаваемые в этом качестве на данном этапе развития науки, а также выступающих в качестве методологически общезначимых принципов для формирования эволюционных решений, гносеологическая модель эволюционной деятельности.

Первоначально слово использовалось в лингвистике и риторике. Так, например, ЭСБЕ определяет этот термин следующим образом: «в грамматике слово, служащее образцом склонения или спряжения; в риторике — пример, взятый из истории и приведенный с целью сравнения». Словарь Merriam-Webster 1900 года дает аналогичное определение его использования только в контексте грамматики или как термин для иллюстрирующей притчи или басни.

С конца же 60-х годов XX-го века этот термин стал преимущественно использоваться в философии науки и социологии науки для обозначения системы идей, взглядов и понятий, исходной концептуальной схемы, модели постановки проблем и их решения, методов исследования, господствующих в течение определённого исторического периода в научном сообществе.

Одно из первых и наиболее известных упоминаний понятия встречается в диалогах Платона, где он использовал его в значении первообраза для творения универсума^[1].

Это понятие, в современном смысле слова, введено американским физиком и историком науки Томасом Куном, который выделял различные этапы в развитии научной дисциплины:

· допарадигмальный (предшествующий установлению парадигмы);

· господства парадигмы (т. н. «нормальная наука»);

· кризис нормальной науки;

· научной революции, заключающейся в смене парадигмы, переходе от одной к другой.

Согласно Куну, парадигма — это то, что объединяет членов научного сообщества и, наоборот, научное сообщество состоит из людей, признающих определенную парадигму. Как правило, парадигма фиксируется в учебниках, трудах ученых и на многие годы определяет круг проблем и методов их решения в той или иной области науки, научной школе. К парадигме можно отнести, например, взгляды Аристотеля, ньютоновскую механику и тому подобные вещи.

«Под парадигмами я подразумеваю признанные всеми научные достижения, которые в течение определенного времени дают научному сообществу модель постановки проблем и их решений»^[2]

«Вводя этот термин, я имел в виду, что некоторые общепринятые примеры фактической практики научных исследований — примеры, которые включают закон, теорию, их практическое применение и необходимое оборудование, — все в совокупности дают нам модели, из которых возникают конкретные традиции научного исследования»^[3]