Научная теория как форма упорядочения знаний. Структура научной теории, ее идеальные объекты и законы. Ядро, периферия, эмпирический базис

Предметом философии науки является исследование условий возможности науки, сферы и границ научности, критериев последней, а также исследование целей, мотивов, ценностей и технологий деятельности человека по получению (производству) новых знаний в различных культурно-исторических условиях.Основные функции философии по отношению к науке: онтологическая, гносеологическая, методологическая, а также все более осознаваемая в последнее время антропо-аксиологическая. По отношению к научным теориям, в первую очередь фундаментальным, философия выполняет также эвристически-селективную функцию, поскольку из множества умозрительных комбинаций исследователь реализует только те, которые согласуются с его мировоззрением. Последние две функции особое значение приобретают в период научных революций, или смены парадигм.

Структурные элементы научной теории. Научная теория – это логически упорядоченная система знаний, имеющая в своем составе по меньшей мере три структурных элемента. Первый – ядро теории, состоящее из выраженных в математической форме одного или нескольких основополагающих законов, исходных фундаментальных понятий, принципов, аксиоматических допущений. Законы формулируются в виде суждений, имеющих необходимый и общий характер. Закон – это устойчиво повторяющееся, существенное отношение между вещами или процессами. Закон выражает отношения зависимости, взаимосвязи, корреляции между ними. К ядру теории относят также ее идеализированный объект, предельную абстракцию или модель наиболее значимых для данной теории свойств и связей типа материальной точки или центра масс в механике, идеального газа к кинетике газов, абсолютно черного тела в оптике, идеального цикла Карно в теплотехнике и т.п. Второй структурный элемент теории – периферия, включающая методы, математико-логический аппарат, который составляет совокупность правил обработки знаний и способов аргументации. К периферии относят обычно философские нормы и принципы, ценностные установки ученого, если они принимаются в расчет (а это имеет место не во всех концепциях философии науки). Сюда же отнесем наглядные образы теории, посредством которых достигается чувственно-сверхчувственный характер интерпретации ее утверждений. Благодаря предлагаемым авторами теории научному сообществу наглядным моделям типа атома или химических соединений мир теории предстает как более близкий, понятный как для самих исследователей, так и для тех, кто впоследствии обучается по этим моделям. Но эти образы не могут быть отнесены к эмпирическому базису, так как носят посттеоретический характер. К периферии я отнесу, с учетом возможных возражений, проблемы и гипотезы. Это важные формы развития знания, которые не входят в ядро теории, но очень часто инициируют изменение последнего. Проблема в науке – это своеобразное «знание о незнании», она открывает направление возможной дальнейшей разработки теории. Попытки решить проблему оформляются первоначально в гипотезы – суждения предположительного характера с неопределенным значением истинности. Наука начинается с постановки проблем и формулирования гипотез, одни из которых отмирают в процессе фальсификации, другие же становятся теориями.

Наконец, третий структурный элемент теории – эмпирический базис, совокупность высказываний, описывающих результаты опытов, наблюдений, экспериментов, измерений количественных параметров. Иногда их называют протокольными высказываниями о фактах. Факт в науке понимается либо как доказанное знание о событии (например, факт, что я пишу эти строки в такой-то день и час 2007 года), либо как предложение, фиксирующее результат наблюдения, измерения, эксперимента («стол, за которым я сижу, твердый и плоский, его длина составляет примерно два с половиной локтя»). Науку интересуют прежде всего факты во втором значении, и факт такого рода всегда содержит долю истолкования. Факты становятся «упрямыми» в рамках определенных интерпретаций.

С учетом этих трех структурных элементов наука предстает как мышление в понятиях, проверяемое опытом.

Основные свойства научной теории рассмотрим через требования к ней. Первое требование: теория должно удовлетворять критерию «логической единственности» (требование полноты описания). Следует отметить, что с точки зрения следующего, второго требования, а именно – непротиворечивости (исключение противоречивых суждения в рамках данной теории), требование полноты никогда не может быть выполнено целиком. Это вытекает из теоремы Геделя о неполноте. Скорее речь идет о необходимости и достаточности описания для достижения понимания изучаемых явлений, входящих в сферу теории. Третье требование к научной теории – целостность (системность) и внутренняя самосогласованность (когерентность) ее высказываний, включая процедуры связывания, введения и выведения терминов. Четвертое требование – обоснованность, доказательность входящих в нее положений, включая максимум эмпирически проверяемых и подтверждающих теорию следствий. Пятое – максимальная, в сравнении с конкурирующими теориями, объяснительная сила теории. Этим требованиям соответствуют основные функции теории: системная, объяснительная, предсказательная, методологическая и практическая, притом последняя – в ряде модификаций (прикладная, просветительская, социально-бытовая и другие).

Особенности языка науки. Предметное, операциональное и ценностное знание. Специфика научных текстов. Природа и способы получения абстракций. Математизация и формализация в научно-теоретическом познании.

Обыденный язык, в отличие от языка науки, 1) «вплетен» в повседневность наличной практики, 2) нечеток и многозначен. У науки – специфический язык и средства деятельности (научная аппаратура – измерительные инструменты, приборные установки). Системность и обоснованность научного знания выводится из исследования объектов, обыденно и в производстве еще не освоенных (нужен эксперимент, выводимость из уже истинных знаний, перенос и т.д. – то, что позволяет выразить внутреннюю взаимосвязь исследуемого объекта в системно-организованном теоретическом знании). В языке научного описания существенную роль играет методология, то есть избранный путь достижения объективности, истинности. Самоценность истины в науке следует подчеркнуть особо: именно для достижения истины разрабатываются соответствующие идеалы организации знания – требования логической непротиворечивости, опытной подтверждаемости и другие.

Проблема языка одна из самых острых дискуссионных тем ушедшего века. Ученый – это архитектор, философ – чистильщик, а задача философии науки – описывать и разграничивать различные языковые игры, осуществлять аналитическую деятельность по прояснению логической структуры языка и устранять из научного оборота бессмысленные выражения типа «мир есть объективная реальность» или «в основе бытия следует предположить существование безусловной сущности, или бога». Научные высказывания должны быть предельно рациональны и очищены от внешнего балласта, сведены к прояснению опытных данных.

Язык – это знаковая система, посредством которой осуществляется человеческое общение на самых различных уровнях, включая мышление и научное мышление. Мышление – это особые способы преобразования предметов, не затрагивающие их материального существования.

Уровни языка. Мысль опредмечивается на трех уровнях. Первый – уровень мимики, жестов, поз, элементарных запрещающих (например, запугивающих) или разрешающих (скажем, побуждающих к какому-либо действию) звуков и знаков, типа знаков дорожного движения. Они могут быть весьма сложными, но отличаются непосредственной наглядностью и присущи всему животному миру, закрепляясь условно либо в виде инстинктов. Второй уровень – живая и письменная речь с учетом того различия, что живая речь – это индивидуальное воплощение мысли в языке, а письменность – интерсубъективное, коммуникативное. Но существует и третий, решающий для культурного развития человечества уровень – предметный, включающий и орудия человеческой деятельности, технику и технологии.

В научных исследованиях, как и в обыденном языке, присутствуют следующие три типа понятий: предметные, операциональные и ценностные. Первые относятся к именам предметов, описывают вещи, их свойства и отношения, вторые – действия и операции исследователя, процессы получения знаний (например, комплексные и мнимые величины, комплексные переменные). Третьи, ценностные понятия характеризуют исходные установки проблематизации научного поиска (например, наше убеждение в возможности открытия необходимых, существенных и общих, в пределе всеобщих отношений, то есть законов науки, или в том, что в основе происходящих событий лежат причинные факторы). Однако научный язык существенно отличается от обыденного. Вышеобозначенное стремление к объективности теории и построению эффективной научной коммуникации приводит к традиции максимального упразднения из языка теории ценностных понятий. Научный язык стремится вывести ценностное знание за рамки науки, строго определив область значений для предметного знания и переведя ценностные суждения, если от них невозможно избавиться, в операциональную форму логико-математического знания. Разделение научных понятий на предметные и операциональные позволяет также более четко разграничить познавательные и коммуникативные функции полученного знания.

Три уровня языка теории: эмпирический, общетеоретический (теоретический первого уровня) и математизированный (теоретический второго уровня). Эмпирический уровень языка науки: текст близок к естественному по гибкости и лексике, хотя отличается большей строгостью терминов. В нем констатируется и популярно описывается экспериментальный результат. Широко используются понятия естественного (обыденного) языка, в методологии науки именуемого нетерминологической лексикой. Назначение нетерминологической лексики в тексте эмпирического уровня – дать истолкование вводимых научных терминов опыта через уже известные и также приобретшие почти обыденный общеупотребительный смысл. На уровне эмпирических описаний наряду с предметными и операциональными широко используются ценностные понятия.

На общетеоретическом уровне: от естественного языка остается лишь форма изложения. Нетерминологическая лексика почти устранена, к эмпирическим и общенаучным терминам добавляется обобщение результатов специально-научного исследования, малопонятного для неспециалистов. Новые теоретические термины выражены пока в вербальной форме, что делает их понятными в рамках научного сообщества, а «остатки» естественного языка выглядят избыточными с логической точки зрения, выполняя лишь функцию «оживления» текста, придания ему общезначимой понятийной формы. Общетеоретический уровень включает систему исходных понятий, принципов и гипотез данной теории, элиминируя даже посттеоретические образы: чувственная данность элиминируется либо опосредуется.

Третий, логико-математический (математизированный) уровень предназначен для профессионалов и не содержит «ничего лишнего» – в нем практически исчезли ценностные понятия и нетерминологическая лексика, основой изложения стал строгий, с однозначным истолкованием терминов логико-математический язык. Его основу составляют вербальные и математические абстракции высокого уровня опосредованности.

Абстрактные объекты теории – это идеальные конструкты, которые фиксируют умопостигаемое и лишь косвенно могут быть соотнесены с опытом. Основные способы формирования научных абстракций: обобщение (индукция), ограничение, предельный переход (идеализация, постулирование аксиом). Обобщение – основа типологий, классификаций, аналогии, но не математизированной теории. В ядре теории преобладают абстракции, полученные посредством ограничения и идеализации. Сформулируем высказывание из области механики: «материальная точка движется в центрально-симметричном поле». Понятиям «материальная точка» и «центрально-симметричное поле» не соответствует никакая эмпирическая реальность. Это абстракции, полученные путем предельного перехода с использованием следующих операций: сначала размеры двух взаимодействующих тем устремляются к нулю при сохранении их масс неизменными, а затем массе тела, принимаемого за центральное (например, массе солнца по отношению к земле), в определенных (не всех) отношениях приписывают бесконечно-большое значение. Как видим, полученные абстрактные объекты суть идеализации, которые «реально» существуют только в языке научной теории, номинально; с реалистической (в схоластическом смысле) точки зрения мы могли бы обсуждать возможность их существования также и «в вещах» (например, в смысле реального наличия материальной точки как центра масс у Земли или Солнца).

Можно сделать вывод, что наука – систематизированное мышление о сверхчувственном, представленное на идеализированном языке теории. Последний возникает в результате абстрагирования, формализации и математизации. Логика вводит специальные правила образования и преобразования языковых выражений, математика придает последним опосредованно-символическую форму. Математизация структурирует теорию с применением количественных понятий к самому разнообразному содержанию.