Методология научного познания. Монография

Зачем вводятся в науку идеальные объекты? Насколько они необходимы для ее успешного функционирования и развития? Нельзя ли обойтись в науке только эмпирическими объектами и эмпирическим знанием, которое более всего и используется непосредственно на практике? Впервые в наиболее четкой форме эти вопросы поставил, дав на них свои ответы, Э. Мах [4]. Он полагал, что главной целью научных теорий является их способность экономно репрезентировать и кодифицировать всю имеющуюся эмпирическую информацию об определенной предметной области. Способ реализации такой цели – построение таких теоретических и логических моделей эмпирии, когда из относительно небольшого числа теоретических допущений выводилось бы максимально большое число эмпирически проверяемых следствий. Введение идеальных объектов и является той необходимой ценой, которую мышлению приходится платить за выполнение указанной цели. С точки зрения Маха, это связано с тем, что в самой объективной действительности никаких логических отношений между ее законами, свойствами и отношениями нет. Логические отношения имеют место только в сфере мышления между его понятиями и суждениями. Теоретико-логические модели эмпирической реальности с необходимостью требуют определенного ее упрощения, схематизации, идеализации, введения целого ряда понятий, которые в плане своего содержания имеют не эмпирически описательный, а инструментальный характер, способствуя созданию целостных, логически организованных теоретических систем знания. Главным же достоинством теорий, согласно Э. Маху и П. Дюгему, является то, что представленная в научных теориях в снятом виде эмпирическая информация защищена от потерь, удобно хранится, транслируется в культуре, является достаточно обозримой и хорошо усваивается в процессе обучения [4].

Сформулированному выше инструменталистскому взгляду на природу идеальных объектов и научных теорий в философии науки противостоит эссенциалистская их интерпретация. Согласно последней, идеальные объекты и научные теории фиксируют и описывают объективно сущностное содержание мира, тогда как эмпирическое знание имеет дело лишь с описанием мира явлений. Обе эти интерпретации природы теоретического знания по-прежнему имеют своих сторонников, как среди философов, так и среди ученых. Поднятая в них проблема онтологического статуса теоретического знания столь же значительна, сколь и по-прежнему далека от своего общепризнанного в философии и науке решения. С нашей точки зрения, обе эти интерпретации вполне совместимы друг с другом при условии снятия с них присущего им определенного метафизического фундаменталистского «налета».

3.4. Взаимосвязь эмпирического и теоретического уровней научного знания

Любое удовлетворительное решение данной проблемы должно заключаться в непротиворечивом совмещении двух утверждений: 1) признание качественного отличия между эмпирическим и теоретическим уровнями знания; 2) признание взаимосвязи между ними, включая объяснение механизма этой взаимосвязи. Прежде чем перейти к решению данной проблемы, еще раз зафиксируем содержание понятий эмпирическое и теоретическое. Эмпирическое знание суть множество высказываний (не обязательно логически связанных между собой) об эмпирических объектах. Теоретическое знание суть множество высказываний (как правило, организованных в логическую систему) об идеальных объектах. Источником и основой содержания эмпирического знания является информация об объективной реальности, получаемая через наблюдения и эксперименты. Источником и основой теоретического знания является конструктивная деятельность рационального мышления.

Однако после своего создания теоретический мир в целом (как и любой его элемент) приобретает объективный статус: он становится для сотворившего его сознания предметной данностью, с которой необходимо считаться и сверять свои последующие шаги. При этом после своего создания теоретический мир приобретает внутренний потенциал своего развития, свои естественные в плане законов траектории движения и эволюции. Если основными факторами контроля над изменением содержания эмпирического знания являются наблюдения и эксперимент, то основными факторами подобного контроля над изменением теоретического знания являются интеллектуальная интуиция и логика. И это связано с тем, что содержание теоретического знания является имманентным продуктом сознания (мышления, разума), тогда как содержание эмпирического знания лишь частично зависит от сознания, а в основном же определяется объективной материальной действительностью.

Теоретический и эмпирический уровни знания имеют качественно различные онтологии: мир мысленных, идеальных конструктов («чистых сущностей») в первом случае и мир эмпирических, принципиально наблюдаемых предметов – во втором. Существовать в теоретическом мире – означает быть определенной, непротиворечивой, предметной единицей рационального мышления. Существовать в эмпирическом мире – значит иметь такое предметное содержание, которое принципиально наблюдаемо и многократно воспроизводимо. Из перечисленных выше качественных различий между характеристиками эмпирического и теоретического уровней знания следует, что между ними не может существовать логического моста, то есть одно непосредственно (чисто логически) не выводимо из другого. Это означает не только то, что научные теории не могут быть чисто логически выведены из эмпирического опыта и не являются логическими (индуктивными) обобщениями последнего, но также и то, что и из научных теорий самих по себе не могут быть чисто логически выведены эмпирически проверяемые следствия. Научные теории не выводятся логически из эмпирического знания, а конструируются мышлением для выполнения в отношении эмпирического знания определенных функций (его понимание, объяснение, предсказание). Из научных теорий могут быть чисто логически выведены не эмпирические, а только теоретические следствия (менее общие утверждения, чем аксиомы и принципы теории), которые впоследствии, правда, уже не логическим путем, могут быть идентифицированы с определенными эмпирическими высказываниями и подвергнуты последующей проверке опытом.

Схематически связь между теоретическим (Т) и эмпирическим (Э) уровнями знания может быть изображена следующим образом:

Ао |– Тео |– ао ≈ ео,

I

где Ао – аксиомы, принципы, наиболее общие теоретические законы;

|— – знак логического следования;

Тео – частные теоретические законы;

ао – единичные теоретические следствия;

ео – эмпирические утверждения;

≈ – обозначение внелогической процедуры идентификации (I) ао и ео.

О чем эта схема говорит? Прежде всего, о том, что теоретический уровень знания является весьма сложной структурой, состоящей из утверждений разной степени общности. Наиболее общий ее уровень – это аксиомы, принципы и наиболее общие теоретические законы. Например, для классической механики это четыре закона Ньютона (инерции; взаимосвязи силы, массы и ускорения; тяготения и равенства сил действия; противодействия). Механика Ньютона – это теоретическая система знания, описывающая законы движения такого идеального объекта, как материальная точка, при полном отсутствии трения, в математическом пространстве с евклидовой метрикой. Вторым, менее общим уровнем научной теории являются частные теоретические законы, описывающие структуру, свойства и поведение идеальных объектов, сконструированных из исходных идеальных объектов. Для классической механики это, например, законы движения идеального маятника. Как показал в своих работах В. С. Степин [9], частные теоретические законы также не выводятся чисто логически (автоматически) из общих. Они получаются в ходе осмысления результатов мысленного эксперимента над новыми идеальными объектами, правда, при этом сконструированными из идеальных объектов исходной «теоретической схемы». Третий уровень развитой научной теории состоит из частных, единичных теоретических высказываний, утверждающих нечто о конкретных состояниях, свойствах и отношениях идеальных объектов. Например, таким утверждением в кинематике Ньютона может быть следующее: «Если к материальной точке К1 приложить силу F1, то через время Т 1 она будет находиться на расстоянии L1 от места приложения к ней указанной силы». Единичные теоретические утверждения дедуктивно выводятся из общих и частных теоретических законов путем подстановки на место переменных, фигурирующих в этих законах, некоторых конкретных величин из области значений этих переменных.

Важно подчеркнуть то обстоятельство (логическое по своей природе), что с эмпирическим знанием могут непосредственно сравниваться не общие и частные теоретические законы, а только их единичные следствия и только после их эмпирической интерпретации или идентификации (отождествления) с определенными эмпирическими высказываниями.

Только таким, весьма сложным путем (через массу «посредников») опыт и теория вообще могут быть сравнимы на предмет соответствия друг другу. Главная проблема заключается в следующем: каким образом осуществляется взаимосвязь теоретического и эмпирического уровней знания, какова процедура отождествления теоретических и эмпирических терминов, теоретических и эмпирических объектов? Ответ заключается в следующем: через эмпирическую интерпретацию теории, с помощью введения определений некоторых терминов теоретического языка в терминах эмпирического языка и наоборот. Такие определения называются интерпретационными, правилами соответствия или редукционными предложениями (Р. Карнап). Примеры интерпретационных предложений: «планеты солнечной системы суть материальные точки» (небесная механика), «луч света суть евклидова прямая» (оптика), «разбегание галактик суть эффект Доплера» (астрономия) и т. д., и т. п.

Какова логическая природа интерпретационных предложений? Как показал Р. Карнап [2], несмотря на то, что общий вид этих высказываний имеет логическую форму «А есть В», эти высказывания отнюдь не являются суждениями, а суть именно определения. Любые же определения – это условные соглашения о значении терминов, и поэтому к ним не применима характеристика истинности и ложности. Они могут быть лишь эффективными или неэффективными, удобными или неудобными, полезными или бесполезными. Одним словом, интерпретационные предложения имеют инструментальный характер, их задача – быть связующим звеном («мостом») между теорией и эмпирией. Хотя интерпретационные предложения в целом действительно имеют конвенциональную природу, однако при этом отнюдь не все из них произвольны, поскольку всегда являются элементами некоторой конкретной языковой системы, термины которой взаимосвязаны и ограничивают возможные значения друг друга [2].

Очевидно, что любая эмпирическая интерпретация теории неполна по отношению к содержанию теории, так как всегда имеется возможность предложить новую интерпретацию теории, расширив тем самым сферу ее применимости. Вся история математики, теоретического естествознания и социальных наук дает многочисленные тому подтверждения. А то, что никакое, сколь угодно большое множество различных интерпретаций любой теории никогда не может полностью исчерпать все ее содержание, говорит лишь о принципиальной несводимости теории к эмпирии, о самодостаточности теоретического мира и его относительной независимости от мира эмпирического знания.

Важно подчеркнуть особый статус интерпретационных предложений, которые не являются ни чисто теоретическим, ни чисто эмпирическим знанием, а есть чем-то промежуточным между ними, включая в свой состав как эмпирические, так и теоретические термины. Интерпретационное знание является когнитивным образованием смешанного, кентаврового типа, выступая относительно самостоятельным элементом в пространстве научного знания. При этом оно не имеет собственной онтологии, являясь лишь инструментальным посредником между теорией и эмпирией. Особая роль интерпретационного знания в структуре науки была по-настоящему осознана лишь в XX веке, когда резко возрос уровень абстрактности научного знания, что сопровождалось, с одной стороны, неизбежной потерей его наглядности, а с другой стороны – расширением и пролиферацией области эмпирической применимости каждой из научных теорий.

Учет самостоятельной роли интерпретационного знания в структуре науки привел к необходимости более тонкого понимания процедур подтверждения и опровержения научных теорий опытом. В самом деле, в общем виде схема взаимосвязи теории и опыта может быть символически записана следующим образом:

Т 1 + I1 |– E1,

где Т 1 – проверяемая на опыте теория;

I1 – ее эмпирическая интерпретация;

|– операция логического следования;

Е 1 – эмпирические следствия из системы «Т 1 + I1».

Рассмотрим возможные варианты действия по этой схеме. Первый вариант. Допустим, что в результате сопоставления Е 1 с данными наблюдения и эксперимента установлена истинность высказывания Е 1. Что отсюда следует? Только то, что система «Т 1 + I1» в целом – возможно, истинна, ибо, по правилам логики, из истинности следствий отнюдь не следует истинность тех посылок, из которых они были выведены (это элементарный закон дедуктивной логики). Более того, из определения материальной импликации, являющейся формальной моделью отношения выводимости, следует, что истинные высказывания могут быть получены и из ложных посылок. Примером может служить элементарный силлогизм: Все тигры – травоядные. Все травоядные – хищники. Следовательно, все тигры – хищники. Следствие этого силлогизма – истинно, хотя его посылки ложны. Таким образом, истинность эмпирических следствий любой теории не может служить не только доказательством ее собственной истинности, но даже подтверждением этой истинности. Конечно, если заранее допустить (предположить) истинность некоторой теории, тогда независимое установление (например, с помощью эмпирического опыта) истинности выведенных из нее следствий будет подтверждать (хотя и не доказывать) ее истинность. Обратим внимание на то, что в рассмотренном выше случае установление истинности Е 1 будет подтверждать отнюдь не истинность Т 1 самой себе, а только истинность всей системы «Т 1 + I1» в целом. Таким образом, не только доказательство истинности теории, но даже ее подтверждение невозможно вне учета присоединенной к ней эмпирической интерпретации.

Рассмотрим второй вариант. Установлена ложность Е 1. Что отсюда следует с логической необходимостью? Только ложность всей системы «Т 1 + I1» в целом, но отнюдь не ложность именно Т 1. Ложной (неудачной, некорректной) может быть как раз ее конкретная эмпирическая интерпретация (I1). Таким образом, эмпирический опыт не может однозначно доказать и ложность любой теории.

Общий вывод: поскольку теория проверяется на опыте всегда не сама по себе, а только вместе с присоединенной к ней определенной эмпирической интерпретацией, то ни согласие этой системы с данными эмпирического опыта, ни противоречие им не способно однозначно ни подтвердить, ни опровергнуть теорию саму по себе. Следствие: проблема истинности теории не может быть решена только путем сопоставления ее следствий с опытом. Видимо, решение этой проблемы находится в другой плоскости и решается другими средствами. Возможно, на уровне метатеоретических предпосылок и оснований научного познания.

3.5. Метатеоретический уровень научного знания, его природа и структура

Помимо чувственного, эмпирического и теоретического уровней, в структуре научного знания необходимо артикулировать наличие еще одного, более общего по сравнению с ними, уровня знания – метатеоретического. Он состоит из двух основных подуровней: 1) общенаучное знание; 2) философские основания науки.

Общенаучный уровень знания состоит из следующих основных элементов: 1) общенаучная картина мира; 2) общенаучные методологические, логические и аксиологические принципы. Необходимо отметить, что метатеоретический уровень знания играет важную роль не только в естествознании и социальных науках, но и в математике. В математике этот уровень представлен даже в виде самостоятельных дисциплин: метаматематика и металогика. Предметом последних является исследование математических и логических теорий на их непротиворечивость, полноту, независимость аксиом, доказательность, конструктивность. В естественнонаучных же и социально-гуманитарных дисциплинах метатеоретический уровень существует в виде соответствующих картин мира, а также общенаучных и философских принципов. Необходимо подчеркнуть, что в современной науке не существует какого-то единого по содержанию и одинакового для всех научных дисциплин метатеоретического знания. Последнее всегда конкретизировано и в существенной степени «привязано» к особенностям научных теорий. Что такое научная картина мира? Это господствующие в науке в целом или в какой-либо отдельной науке общие представления о мире (физическая, химическая, биологическая и другие картины мира). Например, основу физической картины мира классического естествознания составляли следующие онтологические принципы:

1) представление о дискретном характере реальности, состоящей из отдельных тел, между которыми имеет место взаимодействие с помощью некоторых сил (притяжение, отталкивание и т. д.);

2) все изменения в реальности управляются законами, имеющими строго однозначный характер;

3) все процессы протекают в абсолютном пространстве и времени, свойства которых никак не зависят ни от содержания этих процессов, ни от выбора системы отсчета для их описания;

4) все воздействия одного тела на другое передаются мгновенно;

5) необходимость – первична, случайность – вторична; случайность – лишь проявление необходимости в определенных взаимодействиях (точка пересечения независимых причинных рядов); во всех остальных ситуациях «случайность» должна пониматься как мера незнания «истинного положения дел».

Большинство из этих принципов непосредственно входило в структуру механики Ньютона. Если же обратиться к биологической науке классического периода, то, как известно, основу ее картины мира составляла дарвиновская теория эволюции видов на основе механизма естественного отбора, позже дополненная идеями и принципами генетики.

Какова познавательная роль и значение картины мира в научном познании? Она состоит в том, что именно научная картина мира санкционирует как истинный определенный категориальной тип видения наукой ее эмпирических и теоретических (идеализированных) объектов, гармонизируя их между собой. Какова в общих словах природа картины мира? Прежде всего, необходимо подчеркнуть, что картина мира возникает отнюдь не как результат обобщения наличного теоретического и/или эмпирического научного познания. Напротив, она всегда предшествует ему, будучи конкретизацией определенной (более общей) по сравнению с ней философской онтологии. Последняя же суть продукт рефлексивно-конструктивной деятельности разума в сфере всеобщих различений и оппозиций. Будучи результатом философского творчества, философская онтология при этом всегда имеет конкретно-исторический характер.

Как правило, роль общенаучной картины мира выполняет одна из частнонаучных картин мира, которая является господствующей в науке той или иной эпохи. Например, для всего классического естествознания это была физическая картина мира, разработанная в механике Ньютона. «Механицизм», по существу, и означал не что иное, как признание и утверждение физической картины мира как общенаучной для всех других наук (химии, биологии, геологии, астрономии, физиологии и даже социологии и политологии). В неклассическом естествознании на статус общенаучной картины мира по-прежнему претендовала физическая картина мира, однако уже та, которая лежала в основе не классической механики, а теории относительности и квантовой механики. При этом классическая и неклассическая физическая картины мира во многом противоречили друг другу.

Наличие конкурирующих фундаментальных теорий в физике, основанных на принятии различных картин мира, существенно подорвало доверие представителей других наук к физической картине мира как общенаучной. Постепенно все больше утверждалась мысль о необходимости создания общенаучной картины мира как синтеза картин мира различных фундаментальных наук. Для неклассического естествознания такой общенаучной картиной мира стал, в конечном счете, синтез физической, биологической и теоретико-системной картин мира. Современное же постнеклассическое естествознание пытается дополнить этот синтез идеями целесообразности и разумности всего существующего. По степени своей общности современная общенаучная картина мира все более приближается к философской онтологии [9].

Те же тенденции плюрализации и универсализации имеют место в отношении других элементов метатеоретического знания, в частности гносеологических и аксиологических принципов науки. Хорошо известными примерами таких принципов в структуре физического познания являются принципы соответствия, дополнительности (Н. Бор), принципиальной наблюдаемости (Э. Мах), приоритетности количественного (математического) описания перед качественным описанием (Г. Галилей), зависимости результатов наблюдения от условий познания (Н. Бор) и др. Сегодня большинство этих принципов претендует уже на статус общенаучных. На такой же статус претендуют и принципы, родившиеся в лоне современного математического познания. Например, принцип невозможности абсолютно полной формализации любой математической теории (К. Гедель), контекстуальность и интуитивность научного знания (А. Пуанкаре) и др.

В слое метатеоретического научного знания имеют место также разнообразные методологические и логические императивы и правила. При этом они различны не только для разных наук, но и для одной и той же науки на разных стадиях ее развития. Совершенно очевидно различие методологического инструментария математики и физики, физики и истории, истории и лингвистики. Однако не менее разительным может быть и методологическое несходство одной и той же области знания, например аристотелевской физики (качественно-умозрительной) и классической физики (экспериментально-математической). Чем вызвано несходство в методологических требованиях и правилах в науке? Несомненно, что, с одной стороны, различием объектов и предметов исследования. Но с другой – различием в понимании целей и идеалов научного познания. Древнеегипетская и древнегреческая геометрия имела один и тот же предмет – пространственные свойства и отношения реальных объектов. Но для древних египтян методом получения знания об этих свойствах и отношениях являлось их многократное измерение, а для древнегреческих геометров – метод логического выведения геометрического знания из простых и самоочевидных аксиом. Это различие в методах геометрического познания было обусловлено разным пониманием целей и идеалов научного познания: для древних египтян такой целью было получение практически полезного знания (оно могло быть и приблизительным), а для древних греков целью науки должно быть получение только истинного и доказательного знания.

Вопрос о целях и ценностях научного познания – это главный предмет аксиологических предпосылок науки. При этом среди аксиологических принципов науки важно различать внутренние и внешние аксиологические основания. Внутренние аксиологические основания науки суть имманентные именно для нее, в отличие от других видов познавательной и практической деятельности, ценности и цели. К их числу относятся: объективная истина, определенность, точность, доказательность, методологичность, системность и др. В отечественной философии науки внутренние ценности науки получили название идеалы и нормы научного исследования [9].

Идеалы и нормы научного исследования выступают некими методологическими стандартами, регуляторами правильности и законности научной деятельности, и в том числе критериями оценки степени приемлемости и качества ее продуктов (наблюдений, экспериментов, фактов, законов, выводов, теорий и т. д.). Внешние же аксиологические ценности науки суть те, которые направлены вовне науки и регулируют ее отношения с обществом, культурой и их различными структурами. Среди этого рода ценностей важнейшими являются: практическая полезность и эффективность науки и научного знания, повышение интеллектуального и образовательного потенциала общества, содействие научно-техническому, экономическому и социальному прогрессу общества, рост адаптивных возможностей человечества в его взаимодействии с окружающей средой и др. Как хорошо показано в современной историко-научной и методологической литературе, набор и содержание внутренних и внешних ценностей науки существенно различен не только для разных наук в одно и то же время, но и для одной и той же науки в разные исторические периоды ее развития. Так, например, ценность логической доказательности научного знания, его аксиоматического построения имеет приоритетное значение в математике и логике, однако является не столь существенной в истории, литературоведении или даже в физике. В исторических науках на первый план выходят хронологическая точность и полнота описания исторических событий, адекватное их понимание и оценка значимости источников. В физике первостепенной ценностью является эмпирическая воспроизводимость явлений, их точное количественное описание, экспериментальная проверяемость фактов и теорий, практическая (техническая и технологическая) применимость физического знания. В технических науках именно последняя ценность является заведомо ведущей по сравнению со всеми другими. Содержание и состав внутренних и внешних ценностей не является чем-то постоянным, неизменным как для одной и той же науки в разное время, так и для развития науки в целом. Например, мы имеем дело с существенно разным пониманием «доказательства» в классической и конструктивной математике, в физике Аристотеля и физике Ньютона, в интроспективной психологии XIX века и в современной экспериментальной психологии и т. д. [9].