Структура естественно-научного познания

На теоретическом уровне они  отображаются "в чистом виде" через  систему соответствующих абстракций. На эмпирическом они изучаются по их проявлению в непосредственно наблюдаемых эффектах. Поэтому глобальная цель познания конкретизируется применительно к каждому из его уровней. В экспериментальном исследовании она выступает в форме специфических задач, которые сводятся к тому, чтобы установить, как некоторое начальное состояние испытуемого фрагмента природы при фиксированных условиях порождает его конечное состояние.

Переход от данных наблюдения к эмпирическим зависимостям и научному факту предполагает удаление из наблюдений содержащихся в них субъективных моментов и получение достоверного объективного знания о явлениях.

Такой переход  предполагает довольно сложные познавательные процедуры. Чтобы получить эмпирический факт, необходимо осуществить по меньшей мере два типа операций:

1. рациональную обработку данных наблюдения и поиск в них устойчивого, инвариантного содержания. Для формирования факта необходимо сравнить между собой множество наблюдений, выделить в них повторяющиеся признаки и устранить случайные возмущения и погрешности, связанные с ошибками наблюдателя. Если в процессе наблюдения производится измерение, то данные наблюдения записываются в виде чисел. Тогда для получения эмпирического факта требуется определенная статистическая обработка результатов измерения. Если в процессе наблюдения применялись приборные установки, то наряду с протоколами наблюдения всегда составляется протокол контрольных испытаний приборов, в котором фиксируются их возможные систематические ошибки.
2. Для установления факта необходимо истолкование выявляемого в наблюдениях инвариантного содержания. В процессе такого истолкования широко используются ранее полученные теоретические знания.

Например, одним из важных физических открытий конца XIX века было обнаружение катодных лучей. Экспериментируя с катодными лучами, У. Крукс зарегистрировал их отклонение под воздействием магнита. Полученные в этом опыте данные наблюдения были интерпретированы им как доказательство того, что катодные лучи являются потоком заряженных частиц. Основанием такой интерпретации послужили теоретические знания о взаимодействии заряженных частиц и поля, почерпнутые из классической электродинамики. Именно их применение привело к переходу от инварианта наблюдений к соответствующему эмпирическому факту. 

Но тогда  возникает очень сложная проблема: получается, что для установления факта нужны теории, а они, как известно, должны проверяться фактами. Эта проблема решается только в том случае, если взаимодействие теории и факта рассматривается исторически. Безусловно, в формировании факта участвуют теоретические знания, которые были ранее проверены независимо. Что же касается новых фактов, то они могут служить основой для развития новых теоретических идей и представлений. В свою очередь новые теории, превратившиеся в достоверное знание, могут использоваться в процедурах интерпретации при эмпирическом исследовании других областей действительности и формировании новых фактов.

Таким образом, при исследовании структуры эмпирического  познания выясняется, что не существует чистой научной эмпирии, не содержащей в себе примесей теоретического. Но это является не препятствием для формирования объективно истинного эмпирического знания, а условием такого формирования.

 

17. Специфика и структура  теоретического знания.

Теоретическое познание отражает явления  и процессы со стороны их универсальных  внутренних связей и закономерностей, постигаемых путем рациональной обработки данных эмпирического  знания. Эта обработка осуществляется с помощью систем абстракций "высшего  порядка" - таких как понятия, умозаключения, законы, категории, принципы и др.

Рассматривая теоретическое познание как высшую и наиболее развитую его  форму, следует прежде всего определить его структурные компоненты: абстрагирование и идеализация, гипотеза, проблема, закон, теория, выступающие вместе с тем как формы, "узловые моменты" построения и развития знания на теоретическом его уровне.

Абстрагирование - отвлечение от ряда свойств и отношений предметов. Особым видом абстракции является идеализация - процесс создания чисто мысленных предметов ("точка", "идеальный газ" и т.п.), это упрощения, которые помогают понять свойства объектов. Присутствие в познании идеализаций служит показателем развитости теоретического знания как набора определенных идеальных моделей.

Проблема - форма теоретического знания, содержанием которой является то, что еще не познано человеком, но что нужно познать. Иначе говоря, это знание о незнании, вопрос, возникший в ходе познания и требующий ответа. Проблема не есть застывшая форма знания, а процесс, включающий два основных момента (этапа движения познания) - ее постановку и решение. Правильное выведение проблемного знания из предшествующих фактов и обобщений, умение верно поставить проблему - необходимая предпосылка ее успешного решения.

Для пробного решения проблем создаются  гипотезы. Гипотеза - форма теоретического знания, содержащая предположение, сформулированное на основе ряда фактов, истинное значение которого неопределенно и нуждается в доказательстве. Гипотетическое знание носит вероятный, а не достоверный характер и требует проверки, обоснования. Научная гипотеза выдвигается для решения конкретной проблемы устранения противоречий в теории или отрицательных результатов эксперимента.

Говоря об отношении гипотез к опыту, можно выделить три их типа: а) гипотезы, возникающие непосредственно для объяснения опыта; б) гипотезы, в формировании которых опыт играет определенную, но не исключительную роль; в) гипотезы, которые возникают на основе обобщения только предшествующих концептуальных построений.

В современной методологии термин "гипотеза" употребляется в двух основных значениях: а) форма теоретического знания, характеризующаяся проблематичностью и недостоверностью; б) метод развития научного знания. Как форма теоретического знания гипотеза должна отвечать некоторым общим условиям, которые необходимы для ее возникновения и обоснования и которые нужно соблюдать при построении любой научной гипотезы вне зависимости от отрасли научного знания. Такими непременными условиями являются следующие, гипотеза должна:

а) соответствовать установленным в науке законам,

 б) быть согласована с фактическим материалом, на базе которого и для объяснения которого она выдвинута,

 в) не содержать в себе противоречий, которые запрещаются законами формальной логики,

 г) быть простой, не содержать ничего лишнего, чисто субъективистского,

 д) быть приложимой к более широкому классу исследуемых родственных объектов, а не только к тем, для объяснения которых она специально была выдвинута,

 е) допускать возможность ее подтверждения или опровержения.

 Развитие научной  гипотезы может происходить в  трех основных направлениях. Во-первых, уточнение, конкретизация гипотезы в ее собственных рамках. Во-вторых, самоотрицание гипотезы, выдвижение и обоснование новой гипотезы. В этом случае происходит не усовершенствование старой системы знаний, а ее качественное изменение. В-третьих, превращение гипотезы как системы вероятного знания - подтвержденной опытом - в достоверную систему знания, то есть закон.

В законах науки отображаются регулярные повторяющиеся связи  и отношения между явлениями  реального мира. С точки зрения области действия законы можно разделить на 2 вида:

- общие  - частные

Кроме того, законы бывают:

- детерминистские (предсказания имеют вполне достоверный характер)

- стохастические (статистические). Они  дают вероятностное предсказание (отображают определенную регулярность  в результате взаимодействия  случайных массовых или повторяющихся  событий). Стохастические законы  проявляются и используются в  демографии, экономике, анализе катастроф,  но длительное время они не  признавались полноценными. Они  были открыты при изучении  теплоты, но приобрели особо  важное значение с появлением квантовой механики, которая доказала, что законы микромира являются вероятностно-статистическими.

Теория - наиболее развитая форма научного знания, дающая целостное отображение закономерных и существенных связей определенной области действительности. Примерами этой формы знания являются классическая механика Ньютона, эволюционная теория Ч. Дарвина, теория относительности А. Эйнштейна, теория самоорганизующихся целостных систем (синергетика) и др.

Теория, по мнению Эйнштейна, должна отвечать следующим критериям:

1) не противоречить данным опыта   2) быть проверяемой

3) быть естественной и логически простой 4) содержать определенные положения

5)быть гармоничными    6) иметь широкую область применения

7) указывать путь создания более общей теории, в рамках которой она остается предельным случаем.

Любая теория - это целостная развивающаяся  система истинного знания (включающая и элементы заблуждения), которая имеет сложную структуру и выполняет ряд функций. В современной методологии науки выделяют следующие основные элементы структуры теории:

1) Исходные основания - фундаментальные понятия, принципы, законы, уравнения, аксиомы и т.п.

2) Идеализированный объект - абстрактная модель существенных свойств и связей изучаемых предметов (например, "абсолютно черное тело", "идеальный газ" и т.п.).

3) Логика теории - совокупность определенных правил и способов доказательства, нацеленных на прояснение структуры и изменения знания.

4) Философские установки, социокультурные и ценностные факторы.

5) Совокупность законов и утверждений, выведенных в качестве следствий из основоположений данной теории в соответствии с конкретными принципами.

Например, в физических теориях  можно выделить две основные части: формальные исчисления (математические уравнения, логические символы, правила и др.) и содержательную интерпретацию (категории, законы, принципы). Единство содержательного и формального аспектов теории - один из источников ее совершенствования и развития.

Говоря  о целях и путях теоретического исследования вообще, А. Эйнштейн отмечал, что "теория преследует две цели:

1. Охватить  по возможности все явления  в их взаимосвязи (полнота).

2. Добиваться  этого, взяв за основу как  можно меньше логически взаимно  связанных логических понятий  и произвольно установленных  соотношений между ними (основных  законов и аксиом). Эту цель  можно назвать "логической единственностью".

Для современной (постнеклассической) науки характерны усиливающаяся математизация ее теорий (особенно естественнонаучных) и возрастающий уровень их абстрактности и сложности. 

 

3.2. Эмпирический  и теоретический уровни знания. Критерии их различия.

В структуре научного знания выделяют прежде всего два уровня знания – эмпирические  и теоретические. Эмпирическое познание никогда не может быть сведено только к чистой чувственности. Даже первичный слой эмпирических знаний – данные наблюдений – представляют собой сложное переплетение чувственного и рационального. Но эмпирическое познание к данным наблюдений не сводится. Оно предполагает также формирование на основе данных наблюдения особого типа знаний – научного факта. В теоретическом знании мы также сталкиваемся с переплетением чувственного и рационального. Формы рационального познания (понятия, суждения, умозаключения) доминируют в процессе теоретического освоения действительности. Но при построении теории используются также и наглядные модельные представления.

Эмпирический и теоретический уровни знания отличаются по:

а) Предмету.

Эмпирическое и теоретическое  исследования могут познавать одну и ту же объективную реальность но ее видение, ее представление, будут даваться по-разному.

Эмпирическое исследование в основе своей ориентировано на изучение явлений и зависимостей между  ними. На уровне же теоретического познания происходит выделение сущностных связей в чистом виде.

Эмпирическая является результатом индуктивного обобщения опыта и представляет собой вероятностно-истинное знание. Теоретический же закон – это всегда знание достоверное.

б) Средствам.

Эмпирическое исследование базируется на непосредственном практическом взаимодействии исследователя с изучаемым объектом. Он предполагает осуществление наблюдений и экспериментальную деятельность.

На теоретическом уровне объект может изучаться только опосредованно, в мысленном эксперименте. Задачей  теоретического исследования является познание сущности в чистом виде.

Эмпирические объекты – абстракции, наделенные признаками, которые можно  обнаружить в реальном объекте, но не наоборот.

Теоретические объекты – наделены не только теми признаками, которые  мы можем обнаружить в реальном взаимодействии реальных объектов, но и признаками, которых нет ни у одного реального объекта (материальная точка – тело, лишенное размера и сосредоточившее в себе всю массу).

в) Методам.

Методы эмпирического исследования – реальный эксперимент и реальное наблюдение.

Методы теоретического исследования – идеализация (метод построения идеализированного объекта); мысленный эксперимент с идеализированными объектами; методы построения теории (восхождение от абстрактного к конкретному, гипотетико-духовный метод); методы логического и исторического исследований.

 

 

4.2. Структура  эмпирического знания. Эксперимент  и наблюдение.

Внутреннюю  структуру эмпирического уровня образуют, по меньшей мере, два подуровня: 1) непосредственные наблюдения и эксперименты, результатом которых являются данные наблюдения и 2) познавательные процедуры, посредством которых осуществляется переход от данных наблюдения к эмпирическим зависимостям и фактам.

Уровни  эмпирического знания:

а) единичные эмпирические высказывания («протокольные предложения»), которые  фиксируют результаты единичных  наблюдений. Как показала история науки, говорить о «чистых», незаинтересованных, немотивированных какой-либо теорией наблюдениях и, соответственно, протоколах наблюдений в науке не приходится: это очевидное положение; б) факты, которые представляют собой индуктивные обобщения протоколов; в) эмпирические законы различных видов («все тела при нагревании расширяются», «все металлы электропроводны»); г) феноменологические теории, которые имеют дело лишь с явлениями, но не сущностью изучаемых предметов.