Формы развития научных знаний
Осваивая действительность самыми разнообразными
методами, научное познание проходит различные этапы.
Каждому из них соответствует определенная форма разви-
тия знания. Основными из них являются факт, теория,
проблема, гипотеза, программа.
В обычном смысле слово "факт" (от лат. factum -
сделанное, свершившееся) является синонимом слова
"истина", "событие", "результат". Как категория методо-
логии науки факт - это достоверное знание о единичном.
Факты выражаются, например, в высказываниях: "Вода
при давлении в 1 атм закипает при 100° С", "Медь - хо-
роший проводник электричества", "Вторая мировая война
началась 1 сентября 1939 года".
Научные факты генетически связаны с практиче-
ской деятельностью человека. В повседневном опыте
происходил отбор фактов, которые составили фундамент
науки. Большую роль в выработке и накоплении фактов,
особенно в естествознании, всегда играли наблюдения и
эксперименты.
Можно утверждать, что наука начинается с фактов.
Каждая научная дисциплина проходит достаточно длитель-
ный период их накопления. Для естественных наук - фи-
зики, химии, биологии он охватывает XV - XVII столетия и
совпадает со стадией становления капиталистического
способа производства. Значительную роль в формирова-
нии фактологической базы естествознания сыграли вели-
кие географические открытия.
Становление факта - длительный и, как правило,
противоречивый процесс, требующий использования спе-
циально выработанных и проверенных методов. В естест-
вознании, прикладной социологии, экономической науке,
технических дисциплинах в качестве их выступают, напри-
мер, статистические методы. Фактом признается не всякий .
полученный результат. Отдельный эксперимент, наблюде-
ние или измерение, как правило, является следствием
взаимодействия таких факторов, как а) обстоятельства ис-
следования, б) случайное состояние приборов, в) специфика
изучаемого объекта, г) возможности и состояние исследова-
теля. Чтобы прийти к знанию, выступающему в форме фак-
та, необходимо множество исследовательских операций и
процедур и их статистическая обработка. Поэтому посло-
вица "семь раз отмерь, а один отрежь" имеет не только
повседневный, но и глубокий научно-методологический
смысл.
Фактом становится лишь такое знание, в истинности
которого может убедиться любой ученый, использовав на-
учные методы в оговоренных условиях. Поэтому сообще-
ния о передаче мыслей на расстоянии (телепатия), пере-
движении предметов мыслью (телекинез) и прочих "чуде-
сах" не признаются в качестве фактов.
Теория - это высшая, самая развитая форма органи-
зации научного знания, которая дает целостное представ-
ление о закономерностях некоторой области действитель-
ности и представляет собой знаковую модель этой сферы.
Эта модель строится таким образом, что некоторые из ее
характеристик, имеющие наиболее общую природу, со-
ставляют ее основу, другие же конкретизируют их или
выводятся из них по логическим правилам. Например,
классическая механика может быть представлена как сис-
тема, в фундаменте которой находится закон сохранения
импульса ("вектор импульса изолированной системы тел с
течением времени не изменяется"), тогда как другие зако-
ны, в том числе известные каждому студенту законы ди-
намики Ньютона, являются его конкретизациями. Стро-
гое построение геометрической теории, предложенное
древнегреческим математиком Евклидом, привело к сис-
теме высказываний (теорем), которые последовательно
выведены из немногих определений и истин, принятых
без доказательств (аксиом).
Положения теории отображают определенные суще-
ственные связи действительности. Но, в отличие от фактов,
они представляют эти связи в обобщенном виде. Каждое
положение теории является истиной для множества об-
стоятельств, в которых проявляется эта связь. Поэтому оно
выражается с помощью общего высказывания, в то время
как факт - с помощью единичного.
Обобщая факты и опираясь на них, теория, между
тем, согласуется с господствующим мировоззрением, кар-
тиной мира, которые направляют ее возникновение и
развитие. Известны случаи, когда теории или отдельные
их положения отвергались не в силу противоречия факти-
ческому материалу, а по причинам мировоззренческого,
философского характера. Так случилось с известными фи-
зиками Э. Махом, В. Оствальдом, не принявшими атом-
ной теории. "Предубеждения этих ученых против атомной
теории, - писал А. Эйнштейн, - можно несомненно отне-
сти за счет их позитивистской философии. Это - интерес-
ный пример того, как философские предубеждения ме-
шают правильной интерпретации фактов даже ученым со
смелым мышлением и с тонкой интуицией".
Теории разделяют по различным основаниям. Исхо-
дя из особенностей предметных областей, выделяют ма-
тематические, физические, биологические, социальные и
прочие теории.
С логической точки зрения можно выделить дедук-
тивные и недедуктивные теории. Основу дедуктивной тео-
рии составляет понятие логического следования. Говорят,
что из высказывания А логически следует высказывание В
тогда и только тогда, когда истинность А гарантирует ис-
тинность В или всякий раз, когда истинно А, истинно
также и В. Для построения фундамента дедуктивной тео-
рии важно отобрать положения соответствующей ветви
знания (аксиомы), которые бы, во-первых, не противоре-
чили одно другому. В противном случае система аксиом
будет противоречивой, и, соответственно с законами логи-
ки, в пределах теории можно получить любое положение,
она потеряет свою познавательную ценность. Во-вторых,
из множества аксиом должно следовать максимальное ко-
личество истинных положений данной ветви знания
(система аксиом, из которой выводятся все истинные по-
ложения области знания, называется полной). В-третьих,
аксиомы должны быть независимы друг от друга, т.е. не
должны находиться между собой в отношении логиче-
ского следствия. В противном случае система аксиом
окажется избыточной.
Дедуктивный способ построения теории использу-
ется прежде всего в математике, логике, математическом
естествознании. Но нужно иметь в виду ограниченность
применения дедуктивного метода в науке. Австрийский
математик К. Гёдель доказал теорему о неполноте форма-
лизованных систем. В соответствии с этой теоремой ни
одна дедуктивная теория содержательно богатой области
знаний (например, арифметика) не может быть полной.
Это означает, что существуют такие истинные положения
этой области, которые не следуют из множества первона-
чально взятых аксиом. Поэтому надежды на возможности
дедуктивных теорий не должны быть слишком большими.
Недедуктивные теории характерны для опытных на-
ук. Здесь "господствуют" вероятностные формы выводов -
аналогия, редукция, индукция. Недедуктивным путем
идет большинство естественных наук, а также науки гу-
манитарного и обществоведческого циклов. Теории в этих
науках опираются на изучение действительности, исполь-
зуя наблюдения, эксперименты, реконструируя ход собы-
тий по отображению в памятниках культуры.
С точки зрения глубины проникновения в сущность
изучаемых явлений теории делятся на феноменологические
и эссенциальные. Глубина познания в феноменологических
теориях не выходит за рамки сферы явлений и поэтому
характеризуется использованием близких к опыту поня-
тий. Эссенциальные теории идут значительно дальше и
отображают внутренние механизмы изучаемых процессов.
В эссенциальных теориях широко применяются абстракт-
ные понятия, которые характеризуют наблюдаемые объ-
екты. Феноменологические теории, как правило, возни-
кают на начальных стадиях развития науки и с течением
времени поглощаются эссенциальными.
В последнее время среди исследователей в различных
областях знаний пристальное внимание привлекает разде-
ление эссенциальных теорий на теории простых и сложных
систем. К простым системам относятся такие, что отлича-
ются однородностью, линейностью и устойчивостью про-
текающих процессов. Знания об эволюции простой сис-
темы позволяют иметь всю информацию и по любому
моментальному состоянию однозначно предсказать ее бу-
дущее и восстанавливать прошлое. Классическим приме-
ром простой теории служит механика Ньютона.
Но большинство систем окружающего мира имеют
неоднородный, нелинейный, неустойчивый и необратимый
характер. В разработке теорий таких систем особая роль
принадлежит лауреату Нобелевской премии бельгийскому
ученому И. Пригожину. Поведение сложной системы во
многом зависит от случайных факторов и поэтому характе-
ризуется неопределенностью и непредсказуемостью. Владея
теорией сложной системы, можно делать достоверные
предсказания, но, как правило, на коротких временных
интервалах и по прохождению некоторого времени пред-
сказания 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 незавершен-
ные. Завершенная теория представляет собой окончатель-
ную знаковую модель некоторого целостного фрагмента
реальности с точно установленными границами. Положе-
ния завершенной теории - научные законы как достовер-
ные высказывания о сущности познаваемых процессов.
Незавершенная теория является вариационной, во мно-
гом 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 обобще-
ниях нельзя утверждать как о достоверно установленных
законах. Примерами завершенных теорий могут служить
геометрия Евклида, механика Ньютона. Сегодня точно
известна сфера применения евклидовой геометрии - трех-
мерное пространство. Но до открытия неевклидовых гео-
метрий она существовала в виде модели, которая варьиро-
валась в связи с попытками доказательства знаменитого
пятого постулата. То же происходило и с механикой Ньюто-
на до начала XX столетия, пока не была уточнена область ее
применения - множество макротел. Рожденная XX столе-
тием квантовая теория на сегодняшний день не является
завершенной, о чем свидетельствуют многие модели, кото-
рые конкурируют между собой в рамках ее развития.
В развитой науке теория и факт - соотносимые по-
нятия. Наличие одного из них немыслимо без наличия
другого, одно из этих понятий имеет своей предпосылкой
другое. По словам А. Эйнштейна, "не существует эмпири-
ческого метода без чисто умозрительных понятий и сис-
тем чистого мышления, при более близком изучении ко-
торых не обнаруживался бы эмпирический материал, на
котором они строятся".
В факте воплощается некая теоретическая конст-
рукция. В качестве его для теории выступает не все богат-
ство связей, которые можно наблюдать и преобразовывать
в повседневной деятельности, а их ограниченный ком-
плекс, выделенный соответственно фиксируемым в тео-
рии отношениям. Земля вращается вокруг Солнца, сол-
нечные процессы воздействовали и воздействуют на все,
что совершается на Земле. Благодаря им возникли и су-
ществуют материки и океаны, горы и долины, био- и
ноосфера. Но небесную механику как теорию в данном
случае интересует не все. Для нее фактом является, на-
пример, то, что материальная точка одной массы движет-
ся вокруг материальной точки другой массы с некоторой
скоростью на определенном расстоянии.
Ни одна практическая задача не решается матема-
тическими средствами до того времени, пока она не будет
сведена к соответствующей математической задаче и не
преобразуется, таким образом, в факт, соотнесенный с
некоторой математической теорией. Сведение сопровож-
дается абстрагированием от многих заключенных в усло-
виях задачи обстоятельств, которые с точки зрения этой
теории носят несущественный, привнесенный характер.
Об аналогичных процессах в гуманитарной сфере точно
сказал А. Блок: "Есть факты неоспоримые, но сами по
себе не имеющие никакого значения, например: Бэкон
Веруламский - взяточник, Спиноза - стекольщик, Гар-
шин - переплетчик, Горький - социал-демократ". Такого
рода несущественности Гегель называл дурной единично-
стью, в отличие от которой единичность факта - форма
необходимости.
Таким образом, факт - это не просто "кусочек бы-
тия", а результат сложной мыслительной процедуры, при
которой изо всей эмпирической данности выделяются ха-
рактеристики, соотносимые с некоторой теорией. То, что
не является фактом в одной теоретической системе, может
оказаться им в другой. При переходе от одной теоретиче-
ской системе к другой, с одного уровня знаний на другой
меняется и совокупность характеристик научного факта.
По отношению к фактам теория выполняет ряд
познавательных функций, важнейшими из которых яв-
ляются описательная, объяснительная и предсказатель-
ная. Описательная функция состоит в том, что сведения
об итогах наблюдений, изменений, экспериментов из-
лагаются на языке данной теории, и, таким образом,
происходит их первичная обработка. Описание явля-
ется предварительным условием объяснения события,
явления, процесса. При объяснении из элементов теории
выбираются некоторые законы или гипотезы, которым
подчиняется объясняемый факт и которые позволяют
осмыслить соответствующие ему явления в системе
теоретического знания. Предсказательная функция тео-
рии связана с ее способностью к дальним и точным
прогнозам, к опережению наличной практической дея-
тельности людей. Как заметил известный австрийский
физик Л. Больцман, нет ничего практичней хорошей
теории.
Вопрос о предсказательных свойствах теории за-
служивает особого внимания. Иредсказательная мощь
теории зависит в основном от двух взаимосвязанных
фактов: во-первых, от глубины и полноты отображения
сущности изучаемых предметов; очевидно, чем глубже и
полнее такое отображение, тем надежней опирающиеся
на теорию прогнозы. Во-вторых, теоретическое предска-
зание находится в обратной зависимости от сложности и
нестабильности исследуемого процесса, и чем сложнее и
неустойчивее этот процесс, тем рискованнее прогноз. К
относительно простым системам причисляются, как из-
вестно, системы, изучаемые небесной механикой.
Уже первоначальные обобщения астрономических
таблиц, сделанные древними китайцами более 2000 лет
до н.э., позволили им с большой точностью предска-
зывать солнечные затмения. Геоцентрическая система
Птолемея была более мощной в своих предсказаниях и
позволяла предвидеть также расположения планет на
небосклоне, моменты равноденствий и др. Пользуясь
ею, прокладывали пути своих каравелл Диаш и Колумб,
Васко да Гама и Америго Веспуччи. Но ее беспомощ-
ность во многих предсказаниях, как, например, при оп-
ределениях длительности года, в конце концов привела
к созданию гелиоцентрической теории Коперника, где
трудности, с которыми столкнулась тогдашняя астроно-
мия, оказались снятыми.
Сложнее дело с неустойчивыми процессами. Клас-
сическим и простым примером неустойчивой системы
может служить маятник в его верхнем положении. Можно
предсказать, что в конце концов он займет нижнее поло-
жение и превратится в стабильную систему, но поскольку
альтернативы его движения влево и вправо являются рав-
новероятными и зависят от случайных причин, то пред-
сказать направление движения весьма трудно. Вероят-i
ность предсказания увеличивается с улучшением знаний о
сущности процесса, т.е. с повышением уровня теоретиче-
ского владения предметом познания. ι
Так как всякий новый факт осваивается средствами
уже сложившейся теории, то возможны ситуации, когда
она не в состоянии объяснять или предсказывать новый
факт по причине неприменимости к нему понятий, ко-
торыми она оперирует. Это бывает весьма часто, когда!
человеческое познание вторгается в неизвестное и когда}
исследователь продолжает "вопрошать природу" на языка
старой теории. Так, при открытии составных частей'
атомных и субатомных объектов ученые пытались при-
менить к ним критерии классической механики. "В этом
случае, - писал П. Ланжевен, - мы поступали так, как
поступают физики во всех случаях, когда им приходится
иметь дело с совершенно новым явлением: мы попыта-
лись объяснить неизвестное с помощью уже известного и
использовать в данном случае представления, оказавшие-
ся пригодными для других явлений. Другого пути не су-
ществует".
Расхождение теории с фактами, противоречие меж-
ду ними свидетельствует об ограниченности теоретиче-
ской системы знания. Вместе с тем такое противоречие
является источником дальнейшего развития знания, его
совершенствования. Прежде всего оно приводит к поста-
новке новых проблем в науке.
Как форма развивающегося знания проблема фикси-
рует недостаточность познавательных средств для достиже-
ния поставленных в науке целей. Это не только недоста-
точность теории для объяснения или предсказания фактов.
Источником недостаточности может быть противоречие
между различными теоретическими системами, осваиваю-
щими один и тот же объект, между совокупностями фак-
тов, между объектом и методом науки и др.
Перенесение старого знания на новые, неизвестные
прежде явления, с одного уровня реальности на другой,
более глубоко лежащий и подчиняющийся своим особым
закономерностям, нередко приводит к появлению так на-
зываемых мнимых проблем науки. При столкновении с
проблемой элементарных частиц, например, физики по-
лагали, что электроны, как и привычные нам предметы,
обладают положением в пространстве и определенной
скоростью в данное время, поэтому ставили вопросы о
том, где находится данная элементарная частица и какова
се скорость. Но опыт показал, что в один и тот же мо-
мент невозможно точно определить положение и скорость
элементарной частицы и что такая постановка вопроса
неправомерна. Классическими примерами мнимых про-
блем являются также проблема "вечного двигателя", про-
блема "квадратуры круга" и др.
Попытки разрешения проблем связаны с выдвиже-
нием гипотез. Гипотеза - это предположительное решение
некоторой научной проблемы. Важнейшее требование к
фактов: во-первых, от глубины и полноты отображения
сущности изучаемых предметов; очевидно, чем глубже и
полнее такое отображение, тем надежней опирающиеся
на теорию прогнозы. Во-вторых, теоретическое предска-
зание находится в обратной зависимости от сложности и
нестабильности исследуемого процесса, и чем сложнее и
неустойчивее этот процесс, тем рискованнее прогноз. К
относительно простым системам причисляются, как из-
вестно, системы, изучаемые небесной механикой.
Уже первоначальные обобщения астрономических
таблиц, сделанные древними китайцами более 2000 лет
до н.э., позволили им с большой точностью предска-
зывать солнечные затмения. Геоцентрическая система
Птолемея была более мощной в своих предсказаниях и
позволяла предвидеть также расположения планет на
небосклоне, моменты равноденствий и др. Пользуясь
ею, прокладывали пути своих каравелл Диаш и Колумб,
Васко да Гама и Америго Веспуччи. Но ее беспомощ-
ность во многих предсказаниях, как, например, при оп-
ределениях длительности года, в конце концов привела
к созданию гелиоцентрической теории Коперника, где
трудности, с которыми столкнулась тогдашняя астроно-
мия, оказались снятыми.
Сложнее дело с неустойчивыми процессами. Клас-
сическим и простым примером неустойчивой системы
может служить маятник в его верхнем положении. Можно
предсказать, что в конце концов он займет нижнее поло-
жение и превратится в стабильную систему, но поскольку
альтернативы его движения влево и вправо являются рав-
новероятными и зависят от случайных причин, то пред-
сказать направление движения весьма трудно. Вероят-
ность предсказания увеличивается с улучшением знаний о
сущности процесса, т.е. с повышением уровня теоретиче-
ского владения предметом познания.
Так как всякий новый факт осваивается средствами
уже сложившейся теории, то возможны ситуации, когда
она не в состоянии объяснять или предсказывать новый
факт по причине неприменимости к нему понятий, ко-
торыми она оперирует. Это бывает весьма часто, когда
человеческое познание вторгается в неизвестное и когда
исследователь продолжает "вопрошать природу" на языке
старой теории. Так, при открытии составных частей
атомных и субатомных объектов ученые пытались при-
менить к ним критерии классической механики. "В этом
случае, - писал П. Ланжевен, - мы поступали так, как
поступают физики во всех случаях, когда им приходится
иметь дело с совершенно новым явлением: мы попыта-
лись объяснить неизвестное с помощью уже известного и
использовать в данном случае представления, оказавшие-
ся пригодными для других явлений. Другого пути не су-
ществует".
Расхождение теории с фактами, противоречие меж-
ду ними свидетельствует об ограниченности теоретиче-
ской системы знания. Вместе с тем такое противоречие
является источником дальнейшего развития знания, его
совершенствования. Прежде всего оно приводит к поста-
новке новых проблем в науке.
Как форма развивающегося знания проблема фикси-
рует недостаточность познавательных средств для достиже-
ния поставленных в науке целей. Это не только недоста-
точность теории для объяснения или предсказания фактов.
Источником недостаточности может быть противоречие
между различными теоретическими системами, осваиваю-
щими один и тот же объект, между совокупностями фак-
тов, между объектом и методом науки и др.
Перенесение старого знания на новые, неизвестные
прежде явления, с одного уровня реальности на другой,
более глубоко лежащий и подчиняющийся своим особым
закономерностям, нередко приводит к появлению так на-
зываемых мнимых проблем науки. При столкновении с
проблемой элементарных частиц, например, физики по-
лагали, что электроны, как и привычные нам предметы,
обладают положением в пространстве и определенной
скоростью в данное время, поэтому ставили вопросы о
том, где находится данная элементарная частица и какова
се скорость. Но опыт показал, что в один и тот же мо-
мент невозможно точно определить положение и скорость
элементарной частицы и что такая постановка вопроса
неправомерна. Классическими примерами мнимых про-
блем являются также проблема "вечного двигателя", про-
блема "квадратуры круга" и др.
Попытки разрешения проблем связаны с выдвиже-
нием гипотез. Гипотеза - это предположительное решение
некоторой научной проблемы. Важнейшее требование к
гипотезе - ее принципиальная проверяемость фактиче-
ским материалом, означающая возможность соотнесения
гипотезы с данными экспериментов, наблюдений, изме-
рений. Связь между гипотезой и соотносимыми с ней
фактами характеризуется логической, или индуктивной,
вероятностью, означающей, что факты обеспечивают ту
или иную вероятность истинности гипотезы.
Хорошо удостоверенная гипотеза становится тео-
рией или ее фрагментом - научным законом. Методами
обоснования гипотезы, превращения ее в достоверное
знание выступают прежде всего подтверждение и доказа»
тельство.
Итак, факт, теория, проблема, гипотеза - важней-
шие формы, в которых протекает процесс развития науч-
ного знания. Если факт и теория применяются прежде
всего для оформления готовых, сложившихся знаний, то
проблема и гипотеза используются на переходных этапах
их становления. Между различными формами не сущест-
вует жестких границ, для них характерны диалектические
связи, взаимопереходы и взаимопроникновения.
Рассмотрением познавательных действий в науке
завершается в основном анализ проблемы соотношения
сознания и материи в ее онтологическом и гносеологиче-
ском аспектах. Дальнейшее углубление в философскую
тематику требует обсуждения вопросов, непосредственно
обусловленных ценностными ориентациями и практиче-
ской деятельностью человека.