Вопросы философии, 2006, №6 Парадигмы, исследовательские программы и ядро раздела науки в физике*

Вид материала

Документы

Содержание Модель структуры научного знания для физики Нормальная наука Научные революции Анализ научной революции на примере электродинамики Первый этап Второй этап

Подобный материал:

• Курс по социальной философии «Концепции и парадигмы социальной философии», 129.54kb.
• Примерные вопросы к кандидатскому экзамену по Истории и философии науки, 33.95kb.
• Или Песнь акына о нибелунгах, парадигмах и симулякрах Философия в России: парадигмы,, 3203.67kb.
• Вопросы к экзамену по Истории и философии науки, 42.5kb.
• Вопросы к кандидатскому экзамену по «Истории и философии науки», 43.27kb.
• Ученый лапоть inc. Presents: Вопросы по философии по состоянию на 24. 05. 2006 12:, 8325.43kb.
• Экзаменационные вопросы по истории и философии науки Курс «История и философия науки», 135.47kb.
• Вопросы к зачету по философии на 2011/12, 17.9kb.
• Примерные вопросы к кандидатскому экзамену по истории и философии науки, 17.94kb.
• Экзаменационные вопросы по философии на весенне-летний семестр 2010/11, 169.41kb.

(Вопросы философии, 2006, № 6)

Парадигмы, исследовательские программы и ядро раздела науки в физике*

А. И. ЛИПКИН

Одними из наиболее популярных в современной философии науки моделей разви­тия науки являются куновская и лакатосовская [8, 9]. Однако, во-первых, централь­ные понятия этих моделей - "научная парадигма" и "жесткое ядро" - не очень четко определены¹. Во-вторых, не совсем ясно их взаимоотношение: в то время как Т. Кун настаивал на принципиальной близости своей и лакатосовской моделей, И. Лакатос рассматривал их как противостоящие друг другу, как иррациональную и рациональ­ную альтернативы [8. С. 580-582, 374].

Мы хотим прояснить эти и ряд других моментов, для чего, с одной стороны, сузим область рассмотрения до "развитых" (сформированных) разделов физики, таких как классическая и квантовая механика, гидро- и электродинамика и т.п. (более строгое определение понятия "раздел физики" дано ниже), а с другой - добавим более кон­кретную авторскую модель структуры научного знания.

Модель структуры научного знания для физики

В физике, как и в геометрии, можно выделить первичные (исходные) понятия, ко­торые я буду называть "первичными идеальными объектами" - ПИО (например, в ге­ометрии - это точка, прямая, а в физике - механическая частица, электромагнитное поле) и состоящие из них "вторичные идеальные объекты" - ВИО (в геометрии - это фигуры, в физике - модели явлений).

Первичные идеальные объекты являются главными понятиями любого раздела фи­зики. Из этих "кирпичиков" строятся все физические теории. Другими словами, теории явлений представляют собой конструкции из ПИО или теоретические модели явлений, которые я называю ВИО. Теоретическая модель явления и теория явления здесь совпа­дают, поскольку имеется в виду онтологическая модель, выражающая сущность явле­ния (теория претендует на описание сущности явления, построение, состоящее из иде­альных объектов). Это совпадение я буду выражать термином "модель-теория", а пред­лагаемый подход или модель научного знания - ПИО-моделью (подходом).

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 03-06-80091.

¹ В дополнении, написанном в 1969 г., Кун отмечает, что "парадигма как общепринятый образец со­ставляет центральный элемент того, что я теперь считаю самым новым и в наименьшей мере понятым (курсив мой. -АЛ.) аспектом данной книги" [8. С. 243].

© Липкин А.И., 2006 г.

89

Таким образом, мы различаем: 1) явление, 2) его физическую модель-теорию или ВИО, 3) ПИО, через которые определяются ВИО. Примерами физических явлений яв­ляются: движение планет, электрический разряд, спектр излучения атома, сверхпрово­димость и др. Моделью-теорией или ВИО будет их теоретическое описание с помощью таких ПИО, как механическая частица (тело), заряженная частица, квантовая частица.

До середины XIX в. и в физике, и в математике ПИО рассматривались как неопре­делимые интуитивно ясные (очевидные) понятия. Однако во второй половине XIX в. с появлением неэвклидовых геометрий и электродинамики Фарадея-Максвелла в физи­ке опора на очевидность перестала срабатывать. В результате возникла проблема ос­нований и в геометрии, и в механике. Последняя привела к так называемому гносео­логическому кризису в физике.

В геометрии выход был указан Д. Гильбертом, который ввел неявный тип опреде­ления исходных понятий (ПИО) через систему аксиом геометрии, в которой в каждое утверждение входило несколько исходных понятий (например, "через 2 точки всегда можно провести прямую и только одну"), т.е. аксиомы стали использоваться не только для доказа­тельства теорем, но и для совместного неявного определения исходных понятий гео­метрии (неявный не значит нечеткий или неясный, этот тип определения может очень четко и однозначно определять все понятия, что и имеет место в геометрии).

Тот же ход фактически (но без должной рефлексии) был сделан и в теоретической физике, которая ориентировалась на уровень строгости, заданный в математике. При этом теоретическая физика естественным образом разбилась на разделы (классичес­кая механика, электродинамика), в каждом из которых образовалась своя система по­нятий и постулатов, которая неявным образом определяет свою группу исходных по­нятий - ПИО. Эту систему понятий и постулатов будем называть ядром раздела науки -ЯРН (поскольку этот подход применим не только к физике, то я буду употреблять термин "ядро раздела науки", наряду с "ядром раздела физики"). ПИО затем использу­ются при определении ВИО в виде моделей-теорий, объясняющих известные или предсказывающих новые явления. "Раздел науки" состоит из ядра раздела науки и раз­личных моделей-теорий явлений (т.е. ВИО). Задания ЯРН достаточно для разворачи­вания всего остального содержания раздела (ПИО и ВИО), поэтому ЯРН четко опре­деляет, с одной стороны, то, что следует называть основаниями раздела науки, а с дру­гой - сам "раздел науки" (в рамках данной статьи "раздел физики") как целостную единицу², содержащую определенные ПИО. Эти разделы четко прописаны в любом солидном учебнике или монографии по теоретической физике. Отметим, что если ПИО всегда принадлежат определенному разделу физики, то ВИО могут строиться из ПИО, принадлежащих разным разделам физики³. При этом состояние физической

² Можно ввести еще понятие "подраздела" как области со своими ПИО, но такими, что они опреде­ляются явным образом с помощью ПИО соответствующего раздела науки (например, подраздел акустики внутри гидродинамики). В силу того что в основе каждого истинного "раздела науки" лежит своя система по­нятий и постулатов, редукция возможна только от подраздела к разделу. Между разными разделами физики, каковыми, в частности, являются термодинамика и статистическая физика, классическая и релятивистская механика, квантовая механика (а также между разделами других наук, например, химии и физики), имеющими разные ЯРН [11], редукция невозможна. В частности, реализация программы построения единой теории поля, объединяющей все четыре взаимодействия: электромагнитное, гравитационное, сильное и слабое, не обяза­тельно превратит все прочие разделы физики в свои подразделы. Скорее, возникнет еще один раздел физики (как это произошло с теорией относительности и квантовой механикой).

³Одним из таких ВИО является физическая картина мира. В Новое время она строится как атомис­тическая. Первоначально в качестве атомов выступали механические частицы (механическая картина мира) и гравитационное взаимодействие между ними, затем к ним были добавлены электромагнитное по­ле, электрон-ядерное строение атома и электромагнитное взаимодействие внутри и между атомами (электро­магнитная картина мира), релятивистские и квантовомеханические эффекты (квантово-релятивистская картина мира). Космологическая модель XX в. использует ПИО из общей теории относительности, термо­динамики и релятивистской квантовой механики (см. [11])

90

системы ВИО отвечает совокупности состояний входящих в нее ПИО, и в уравнении движения используются математические образы, отвечающие соответствующим ПИО.

В [11] показано, что эта система понятий и постулатов, т.е. ЯРН, имеет общую для всех разделов физики структуру, в центре которой теоретическое описание обобщен­ного движения ("движения-перемещения" в терминологии Аристотеля) как перехода физической системы из одного состояния в другое:

S_A (t ;F) S_A (t₂ F) (1)

где А - физическая система, S_A - ее состояние, t - время, F - внешнее воздействие ("си­ла"). Один раздел физики от другого отличается содержательным наполнением эле­ментов структуры, которыми являются: перечисленные в (1) элементы, их математи­ческие образы, уравнение движения, связывающее математические образы состояний системы в различные моменты времени t, эталоны и процедуры сравнения с эталоном для соответствующих измеримых величин, системы отсчета, правила составления сложных физических систем (ВИО) из элементарных физических систем (ПИО)⁴ и связей между ними. В центре описания при этом оказывается не закон, фиксируемый уравнением движения, а ПИО. Эти элементы заполняют два блока - теоретический и операциональный, каждый из которых состоит из двух частей: теоретической - из ма­тематического и модельного слоев, операциональный - из процедур приготовления и измерения. Посредством операционального блока все элементы модельного слоя реа­лизуются в эмпирическом материале в ходе эксперимента . Структура последнего мо­жет быть представлена в виде:

<Приготовление | Теоретическая часть | Измерение>, (2)

где ведущей является теоретическая часть, описывающая поведение физической систе­мы, она определяет, что приготовлять и что измерять. Различение операциональной и те­оретической частей принципиально: процедуры есть действия, операции, а не явления при­роды. Этот вопрос особенно рельефно выступает в связи с квантовой механикой [11,6].

Таким образом, ВИО представляют собой "физическую систему" или "физический объект", который состоит из элементарных физических объектов (ПИО) и связей (типа "сил"). Физическая система или объект является элементом описания физичес­кого процесса (1) или явления и обладает набором физических свойств (проявлений). При этом она имеет три ипостаси: эмпирическую, модельную, математическую. Веду­щей является модель идеального физического объекта (системы). Она и ее характе­ристики имеют, с одной стороны, математические образы, с помощью которых осу­ществляется математическое описание процесса посредством уравнения движения, а с другой стороны, она обеспечена средствами в виде процедур приготовления и измере-

⁴ Состояние механической частицы определяется ее положением и скоростью, которые, с другой сторо­
ны, служат математическим образом состояния. Уравнением движения является уравнение Ньютона.

⁵ В традиции отечественной философии науки 1960-1980 гг. развивался "генетико-конструктивный"
метод, который "в отличие от аксиоматико-дедуктивного, акцентирующего внимание на оперировании
высказываниями, состоит в непосредственном обращении к абстрактным объектам теории" [14. С. 272].
При этом в теорию, наряду с математическим, вводят еще и модельный слой. Наиболее известными об­
разцами такого модельного слоя являются "ненаблюдаемые" "типы содержания физического знания"
И.С. Алексеева [1. С. 49-57] и "теоретические схемы" В.С. Степина [19]. Предлагаемый нами подход во
многом продолжает эту традицию.

⁶ Если в эмпиристской традиции, идущей от логических позитивистов, связь с эмпирической реаль­
ностью осуществляется через органы чувств в процессе наблюдения и правил соответствия между теоре­
тическими терминами и наблюдаемыми величинами, имеющими "нетеоретический" статус, то в ПИО-
подходе место наблюдений занимают действия, процедуры (естественные понятия деятельностного под­
хода). Последние имеют здесь тоже "нетеоретический" статус. Единицей, с которой через процедуры
приготовления и измерения связывается операциональный слой, является здесь физическая система, а не
отдельный теоретический термин.

91

ния для материального воплощения в эксперименте (2). Идеальная модель ВИО свя­зывает между собой математическую и операциональную части. Но главное - именно в модельном слое происходит сборка ВИО из ПИО, поэтому он является ведущим, т.е. модель-теория (ВИО) является первичной, а ее воплощение в эмпирическом материа­ле - вторичным и приближенным (т.е. ВИО выступает здесь как "model for" [25. P. 285] по отношению к порождаемому моделью явлению). Кроме того, модель, по-видимому, является необходимым элементом понимания (в отличие от просто описа­ния) в физике, в том числе и в квантовой механике (см. обсуждение этого вопроса в связи с позицией Гейзенберга по отношению к теоретической физике в [11, 6]). Итак, в физике мы выделяем идеальную физическую модель (которая в эмпирицизме часто попадает в "ненаблюдаемые") в связи с процессом построения ВИО из ПИО, в связи с выделением физических объектов (систем) как основных элементов описания физи­ческих процессов (явлений), и в связи с пониманием физических явлений.

В рамках ПИО-подхода специфика физики (как и в других естественных науках) за­дается в модельном слое как типом описания основного процесса (1) (в химии он другой [11]), так и типом онтологических моделей. Для физики это архетипические модели ло­кализованной в пространстве частицы и нелокализованной непрерывной среды, кото­рые используются при построении ПИО различных разделов физики. На уровне ПИО эти две модели представлены, соответственно, в классической механике, гидродинами­ке идеальной и вязкой жидкости, различных разделах механики сплошных сред и тео­рии поля. Основное отличие непрерывной среды от частицы в ПИО-подходе проявля­ется в том, что характеристики ее состояния должны быть заданы во всех точках про­странства, занимаемого средой, и измеряются они с помощью "пробных тел" [11].

Важная черта ПИО-подхода - наличие в физике двух типов развития (и работы): 1) "ПИО-тип", результатом которого является появление новых ПИО и соответству­ющего им ядра раздела науки, и 2) "ВИО-тип" по построению новых моделей-теорий (ВИО) различных явлений, используя существующие ПИО.

"ВИО-тип" работы может приводить непосредственно к "предсказанию" нового явления или к "объяснению" уже существующего явления. Последнее осуществляется по схеме, близкой к гипотетико-дедуктивной, где в качестве гипотезы выступает не­которая модель-теория-1 (ВИО-1), которая порождает определенные эмпирические проявления-следствия, т.е. "явление-1". Это "явление-1" сравнивается с объясняемым явлением. В случае их похожести ВИО-1 становится приближенной моделью-объяс­нением явления. По этой же схеме можно далее усложнять модель-объяснение. При этом имеет место принципиальная разница в отношении к эмпирическому материалу (подобная указанному в [25. Р. 285] различению "model of" и "model for"). Если в случае модели-объяснения исходным является эмпирическое явление, а теория является его приблизительным описанием (мы строим модель чего-то существующего, "model of"), то в случае модели-предсказания и "ПИО-типе" работы исходной является теорети­ческая модель, а его приближением - реализация в эмпирическом материале, здесь мы имеем дело с моделью чего-то еще не существующего в реальности ("model for")⁹.

⁷ Вообще говоря, здесь следует еще различать процедуры приготовления и измерения как идеаль­ный проект и их воплощение в конкретных приборах с данной точностью. Этот "зазор" и является объек­том "теории измерений".

⁸ Отметим, что общее понятие модели пока отсутствует [2, 21, 23, 20], более того, в физике и логике под этим понимают совершенно разные вещи [2, с. 32].

⁹ Обычно, когда пытаются рассматривать понятие модели, то концентрируются на варианте "model of", который проще вписывается в простые эмпирицистские модели познания. В этом случае можно гово­рить об "оригинале" или "прототипе" как более богатом, чем модель, можно говорить об "абстрагирова­нии". Но если процессу создания галилеевской и ньютоновской механики или эйлеровской гидродинами­ки довольно легко приписать процедуру абстрагирования, то процессу создания теории относительности и квантовой механики (так называемой неклассической физики) это сделать весьма трудно (это непросто сделать уже для электродинамики Максвелла) [11].

92

Схема "ПИО-типа" работы, имеющая ярко выраженный рационалистический эле­мент, очень четко продемонстрирована Галилеем при решении задачи о брошенном те­ле: задается закон движения - тела падают равномерноускоренно - и в результате мысленных физических экспериментов происходит создание элементов физической мо­дели: тела, идеального движения в пустоте и мешающей этому идеальному движению среды. По определению, пустота - это совокупность условий, в которых тело падает равномерноускоренно, а среда - то, что ответственно за отклонение от этого идеально­го движения. Поэтому теория, содержащая такую пару "пустота и среда" - "нефальси­фицируема" (по Попперу), она не включает работы с реальным эмпирическим материа­лом, способным "сопротивляться" теории и потому принадлежит еще натурфилософии, а не естественной науке. Но Галилей на этом не останавливается. К созданному им тео­ретическому построению он подходит как инженер к проекту, т.е. он ставит перед собой задачу воплотить в материал определение-проект этой "пустоты", как это делает инже­нер со своим проектом. И он делает это в ходе созданного им эксперимента структуры (2): <Приготовление| Пустота |Измерение>, создавая в рамках процедур приготовления "гладкие наклонные плоскости" и другие "конструктивные элементы" инженерной кон­струкции, приготавливающие "пустоту" и вводя соответствующие процедуры измере­ния для пути и скорости. Эта процедура противоположна процедуре эмпирического обобщения Ф. Бэкона, в которой исходные эмпирические факты получаются по схеме <Приготовление | X | Измерение>, где X — неизвестные значения измеряемых величин, и где, в отличие от (2), ведущими являются элементы "приготовление" и "измерение".

Галилеевская процедура постоянно применяется при определении ПИО в физике. Она порождает универсальные утверждения типа законов. Например, в термодинамике эмпирические наблюдения по взаимозависимости температуры, давления и объема га­зов превращаются в универсальное утверждение - закон Клайперона-Менделеева (час­то приводимый как классический пример "эмпирического" закона-обобщения), по сути, следующим образом: 1) дается определение "идеального газа" - это газ, подчиняющийся закону Клайперона-Менделеева , 2) указывается путь его реализации - достаточно разреженный газ.

Галилеевская процедура носит явно конструктивистский характер. Но этот "раци­оналистический конструктивизм" существенно отличается от "эмпирического конст­руктивизма" ван Фраассена [26, 17], широко обсуждающегося в современной западной философии науки [24]. Ван Фраассен требует лишь эмпирической адекватности тео­рии и явления (под "эмпирической адекватностью" имеется в виду, что теория "вос­производит в одной из своих структур наблюдаемые факты"). У него, как и у конвен-ционалистов, теория-модель носит инструментальный и условный характер и служит лишь средством (инструментом) для "спасения явлений", т.е. правильного описания проявлений некоторого неизвестного источника-причины этого явления.

В предлагаемом же ПИО-подходе модель-ВИО отвечает реальным объектам, по­скольку она состоит из ПИО - элементов искусственных, но реальных, никаких других

¹⁰ Основой этого утверждения является не столько эмпирическое наблюдение, сколько теоретическое убеждение, что природа «стремится применить во всяких своих приспособлениях самые простые и легкие средства.... Поэтому, когда я замечаю, - говорит Г. Галилей в своих "Беседах...", - что камень, выведенный из состояния покоя и падающий со значительной высоты, приобретает все новое и новое приращение скорости, не должен ли я думать, что подобное приращение происходит в самой простой и ясной для всякого форме? Ес­ли мы внимательно всмотримся в дело, то найдем, что нет приращения более простого, чем происходящее все­гда равномерно» [3. С. 238].

¹¹ В рамках статистической (молекулярной) физики есть другое определение идеального газа, но речь здесь
идет о термодинамике, которая является отдельным зрелым разделом физики со своими ЯРН и ПИО [11].

¹²В случае "теоретических" законов, например, законов Ньютона в механике, эта процедура использует­
ся при введении инерциальной системы отсчета [11]: она определяется как такая система отсчета, в которой
верны законы Ньютона (или однородно пространство и время и изотропно пространство), а в качестве ее реа­
лизации берутся поверхность Земли или центр Солнца, или множество удаленных звезд.

93

сущностей, кроме ПИО, для описания физических явлений не существует. ПИО высту­пают здесь в роли, аналогичной роли априорных форм Канта (но ПИО - принадлеж­ность культуры, а не биологического вида Homo sapiens), они (и только они) являются онтологическими сущностями в физике. Поэтому здесь сравниваются физические моде­ли, имеющие онтологические значения, а не просто совокупность утверждений. В соот­ветствии с этим в центре оказываются эти реальные (подобно зданиям, построенным из кирпичей) физические объекты (ВИО), составляющие "ненаблюдаемую" сущность яв­ления. Вместо характерного для эмпирицистов утверждения, что "одно и то же множе­ство данных наблюдения совместимо с очень разными и взаимно несовместимыми тео­риями" [22. С. 53,75], здесь утверждается, что одной теории-модели (ВИО) соответству­ет множество различных явлений ("данных наблюдения"). Причем, поскольку набор ПИО, из которых состоят ВИО, очень ограничен (каждый раздел физики обычно со­держит 1-2 различных ПИО), то различные ВИО достаточно сильно отличаются друг от друга, и поэтому совпадение набора проявлений для разных моделей-теорий - ситуа­ция непродолжительная в рамках "ВИО-типа" работы ("нормальной науки"). В случае "ПИО-типа" работы, к которой мы вернемся ниже в связи с обсуждением "научной ре­волюции", длительное существование нескольких теорий, претендующих на описание одного круга явлений, возможно, если эти теории принадлежат соперничающим иссле­довательским программам Лакатоса или парадигмам Куна (а также в случае описаний с помощью феноменальных законов в "допарадигмальный" период).

Таким образом, в рамках "ВИО-типа" работы наша позиция совпадает с реалисти­ческой, поскольку модели имеют онтологический статус. Но наличие ПИО-типа ра­боты отличает ее от позиции "метафизического реализма" [17. С. 10-15], для которо­го онтологические сущности существуют независимо от человеческой культуры. В рамках ПИО-типа работы наша позиция может быть обозначена как "конструктив­ный рационализм". В основе этого конструктивного рационализма лежит описанная выше "галилеевская процедура". Вообще говоря, последняя может иметь и реалисти­ческую (платоновского типа) интерпретацию (тогда ПИО-подход останется в силе, но будет представлять позицию "реалистического рационализма"). Но в любом случае ПИО-подход принадлежит идущей от Г. Галилея (и отличающейся от декартовской) рационалистической традиции, а не бэконовской эмпирицистской.

В [11] продемонстрировано применение ПИО-подхода к основным разделам физики (наиболее яркие результаты получены при анализе оснований квантовой механики [11, 6]). В [11,12] показано, что аналогичным образом, но с другим составом элементов и дру­гим базовым процессом, можно описать синергетику и химию. Есть несколько разных ес­тественных наук, которые расходятся только на уровне наполнения соответствующих частей и блоков ПИО-подхода. Таким образом, в данном подходе выделяется несколько иерархических уровней различий: 1) уровень различных моделей-теорий внутри одного раздела науки; 2) уровень различных разделов науки в рамках одной науки ; 3) уровень

¹³ Близкое по духу утверждение есть у П. Фейерабенда, который говорит, что "научная теория несет свой
особый способ рассмотрения мира", а не есть лишь «удобная схема для упорядочения фактов... Можно даже
сказать, - продолжает он, - что "природа в тот или иной период времени представляет собой наше собственное создание в том смысле, что все свойства, приписываемые ей, сначала были изобретены нами, затем ис­пользованы для упорядочения окружающей среды. Как хорошо известно, этот всеохватывающий характер теоретических допущений наиболее ярко был подчеркнут Кантом...» И далее Фейерабенд высказывает "мысль о том, что наши теории полностью детерминируют наше представление о реальности" [22. С. 31,43].

¹⁴ В XVII-XVIII вв. новые разделы физики возникали из решения конкретных задач (описание падения
тела у Галилея, вывод Кеплеровских законов у Ньютона, то же можно сказать про гидродинамику Бернулли-
Эйлера), во второй половине XIX в. - из наведения порядка среди эмпирических законов (электродинамика,
статистическая физика), в начале XX в. в так называемой "неклассической" физике (теория относительности
и квантовая механика), - из решения парадоксов, возникающих при столкновении готовых "старых" разделов
физики (с использованием их моделей в качестве сырого материала для построения своих ПИО) [11].

94


разных естественных наук. Кроме того, есть еще 4-й уровень научной революции XVII в., породившей сами естественные науки.

Нормальная наука

Теперь обратимся к сравнению ПИО-модели науки с моделями Т. Куна и И. Лакатоса.

"Нормальная наука", которая противопоставляется понятию "научная революция", является исходным понятием у Куна [8]. Научная революция у него характеризует качественный скачок в развитии, нормальная наука - плавный рост: «Термин "нормальная наука" означает исследование, прочно опирающееся на одно или несколько прошлых научных достижений, которые в течение некоторого времени признаются определенным научным сообществом как основа для его дальнейшей практической деятельности...» [8. С. 34]. Эти "достижения" он называет "парадигмой"¹⁵. Вообще ядро куновской модели составляют четыре понятия: "парадигма", "сообщество", "нормальная наука" и "научная революция", которые задаются совместно неявным образом (подобно ПИО). Но кроме этого "ядра", Кун вводит ряд дополнительных пояснений и понятий: "аномалия", "кризис", "дисциплинарная матрица", свойства "кумулятивности" и "несоизмеримости", метафора "решения головоломок". Наши уточнения будут касаться некоторых из этих дополнительных понятий.

В нашей модели введено два типа идеальных объектов - "первичных" и "вторич­ных", обусловливающих наличие двух типов работы (фаз развития) в науке: по созда­нию новых ПИО ("ПИО-фаза") и по использованию уже имеющихся ПИО для моде­лирования-объяснения и моделирования-предсказания различных явлений или пост­роения картины мира путем создания ВИО ("ВИО-фаза"). "ВИО-фаза" очень похожа на куновскую "более глубокую разработку парадигмы", отвечающую "нор­мальной науке". Поэтому возникает естественное отождествление куновской "нор­мальной науки" с нашей "ВИО-фазой" развития раздела физики, а куновской "пара­дигмы" с нашим "ядром раздела науки". При этом куновскому «впечатлению, будто бы природу пытаются "втиснуть" в парадигму, как в заранее сколоченную коробку.., (а) явления, которые не вмещаются в эту коробку, часто, в сущности, вообще упускаются из виду» [8. С. 50], можно сопоставить типичное для "ВИО-типа" работы ограничение ("втискивание") моделирования явления рамками существующих ПИО.

Из этого сопоставления возникает ряд поправок и уточнений модели Куна, касающихся второстепенных (дополнительных) ее характеристик и вызывающих естественное и справедливое неприятие многими представителями естественных наук куновской картины "нормальной науки".

Во-первых, это касается метафоры "решение головоломок" для пояснения сути "нормальной науки". Следует указать на ее неадекватность. Из нашей модели для физики (и химии) видно, что ученые в рамках "нормальной науки" (при создании ВИО) занимаются не "решением головоломок" типа игры в восстановление разрезанных картинок (детские игры в пазлы), имеющим "гарантированное решение", как утверждал Кун [8. С. 67, 65], а составлением разнообразных моделей явлений из ПИО (напоминающим детские игры в конструктор, где из небольшого набора элементов-деталей собираются разнообразные конструкции). "Нормальная наука" - тоже творческий процесс, и ее результаты заслуженно оцениваются Нобелевскими премиями (недав-

¹⁵"Под парадигмами я подразумеваю признанные всеми научные достижения, которые в течение оп­ределенного времени дают научному сообществу модель постановки проблем и их решений..." [8. С. 17].

¹⁶ В истории науки эти фазы проявляются в споре конца XIX в. о том, в чем цель науки: "описывать" или "объяснять"?, а также в эйнштейновском делении теорий на "принципиальные" и "конструктивные". Однако в подавляющем большинстве работ по философии науки, по сути, с любой теорией работают так, как будто фазы создания не существует. Это связано с тем, что для нее нет места в "стандартном эмпирическом подхо-де". Непринятие П. Фейерабендом построений Т. Куна во многом связано с отсутствием у первого этого различения.

ний пример - Нобелевская премия 2003 г. по физике, присужденная за теорию сверхпроводимости, являющуюся ВИО в рамках квантовой механики).

Другим не вполне адекватным моментом является описание процесса обучения и освоения профессии. Куновское обучение по образцам, по-видимому, имеет место при обучении "ВИО-типу" работы - построению моделей явлений из ПИО, поскольку требуемый для этого навык схематизации явлений природы не формализован. Только к этой части работы в зрелых разделах физики применим обсуждаемый Куном "способ уподоблять задачу тем, с которыми он (ученый, студент. - АЛ.) уже встречался", "способность использовать решение задачи в качестве образца для отыскания аналогичных задач как объектов для применения одних и тех же научных законов и формул", "способ видения физических ситуаций", «"неявное знание", которое приобретается скорее практическим участием в научном исследовании, чем усвоением правил, регулирующих научную деятельность» [8. С. 243, 244].

Но для случаев, когда "парадигмы определяют большие области опыта" типа теории относительности, т.е. раздел науки, утверждение Куна, что основные понятия и законы для ученых существуют лишь в единстве с примерами их применения [8. С. 76-77], неверно. Основные понятия и законы физики, содержащиеся в данном разделе физики, можно выделить из анализа оснований данного раздела, а не из примеров деятельности представителей соответствующего сообщества. Так, при изложении и усвоении стандартных разделов теоретической физики (в современных серьезных учебниках и монографиях по теоретической физике) две фазы - изложение оснований (хотя и не в такой чистой форме, как ЯРН в [11]) и их использование в виде построения моделей явлений - достаточно разведены (и это разведение можно довести до конца). Сопоставление парадигмы с ЯРН соответствующего раздела физики¹⁷ дает четкое описание парадигмы (во всяком случае, ее основной части) для раздела физики.

Обратимся теперь к модели исследовательских программ И. Лакатоса, которая "включает в себя конвенционально принятое (и поэтому неопровержимое) "жесткое ядро" (система утверждений, защищаемая отрицательной эвристикой. -АЛ.) и "позитивную эвристику", которая определяет проблемы для исследования, выделяет защитный пояс вспомогательных гипотез", который меняется с целью держать удар со стороны проверок и аномалий [8. С. 471].

Если сравнить лакатосовскую модель с куновской, то "нормальную науку" Куна естественно соотнести с развитием теорий в рамках одной "исследовательской программы".

Из сравнения лакатосовской модели с нашей "ПИО-моделью" напрашивается сопоставление "твердого ядра" с ЯРН, а "защитного пояса" с моделями-теориями явлений, составленными из ПИО. Лакатосовскому изменению гипотез "защитного пояса" в этом случае отвечает изменение "моделей-теорий" явлений (моделей-предсказаний и моделей-объяснений).

Это сопоставление позволяет рассмотреть на материале истории физики справедливость лакатосовского утверждения: «То, что он (Кун) называет "нормальной наукой", на самом деле есть не что иное, как исследовательская программа, захватившая монополию. В действительности же исследовательские программы пользуются полной монополией очень редко, к тому же очень недолго» [9. С. 348]. Однако если брать такие крупные исследовательские программы, как разделы физики, то на этом уровне, как правило, исследовательские программы действительно "пользуются полной монополией" и кунов-ская модель "нормальной науки", с приведенными выше замечаниями, работает.

¹⁷ Правомерность подобного сопоставления подтверждает то, что в этом случае куновская парадигма включает как теоретические, так и нетеоретические элементы - в нее входит "сеть предписаний", вклю­чающая инструментальные предписания [8. С. 71], которые следует сопоставить с операциональной частью ЯРН. Впрочем, у Куна (и у Лакатоса) нет четкого различения уровня раздела физики и уровня от­дельных теорий внутри раздела физики.

96


Теперь попробуем посмотреть с помощью приведенных выше понятий ньютонов-скую программу для планетарной системы в виде последовательности решенных за-дач: "планетарной системы с фиксированным точечным центром - Солнцем"; системы, "в которой и Солнце, и планеты вращались вокруг общего центра масс"; системы 'для большого числа планет, так, как. если бы существовали только гелиоцентрические и не было никаких межпланетных сил притяжения"; системы, в которой "Солнце и планеты были уже не точечными массами, а массивными сферами" [9. С, 326-327]. Этот пример Лакатос называет "ньютоновской программой", которую, по его мнению, "можно изложить в такой формуле: "Планеты - это вращающиеся волчки приблизительно сферической формы, притягивающиеся друг к другу". Эта программа привязана к определенному явлению - движению планет вокруг Солнца. Попытки создать все более точную модель-теорию этого явления порождают линейную последовательность теорий (вообще говоря, бесконечную), в которой, по его мнению, "п + 1-й вариант программы (т.е. модели-теории. -Л JI.) является отрицанием n-го варианта" [9. С. 328].

Для нас ЯРН теория тяготения Ньютона состоит из ЯРН механики Ньютона, к которой добавлена сила тяготения, описываемая знаменитым законом всемирного тяготения. Из отвечающих этому разделу физики ПИО (механических частиц, обладающих массой и действующих друг на друга согласно закону всемирного тяготения) строятся различные модели всевозможных явлений, т.е. теории этих явлений. Порождение этих моделей определяет рост данного раздела физики и отвечает позитивной эвристике Лакатоса, ответственной за успешные предсказания, обеспечивающие "прогрессивный сдвиг проблем". Приведенный выше пример - результат "ВИО-типа" работы, т.е. построение ВИО из существующих ПИО. При этом "классический пример успешной исследовательской программы - теория тяготения Ньютона" может содержать и другие последовательности теорий Т₁, Т₂, Т₃,… скажем, про Сатурн и его кольца.

Таким образом, крупная исследовательская программа уровня раздела физики будет порождать не одну, а множество линейных последовательностей теорий, каждую из которых можно представить (рассматривать) как более мелкую исследовательскую программу, вложенную в более крупную. Исследовательская программа может состо­ять более чем из одной линейной последовательности теорий.

Научные революции

Теперь обратимся к анализу куновского понятия "научная революция". Из пол­ченного выше сопоставления ЯРН и парадигмы естественно следует, что куновская научная революция, суть которой составляет переход к новой парадигме, в нашем случае отвечает возникновению нового ЯРН (и соответственно нового раздела науки и новых ПИО), переходу от старого раздела физики (скажем, классической механики) к новому (скажем, теории относительности или квантовой механике). С помощью этого сопоставления мы хотим обсудить ряд аспектов понятия несоизмеримости.

По отношению к различным разделам физики и их ЯРН справедливы многие утверждения Куна (и Фейерабенда), раскрывающие понятие "несоизмеримость": у этих разделов разный перечень проблем, которые должны быть разрешены, они содержат разные базовые определения, они отвечают разным гештальтам, соответствующие им теории часто оказываются несоизмеримыми в смысле Фейерабенда .

^I8 Т.е. целостным видениям, картинам - термин взят из гештальт психологии, классический пример -восприятие картинки, на которой можно увидеть или лицо человека, или две вазы.

¹⁹ Определение несоизмеримости, по Фейерабенду, выглядит так: "Концептуальные аппараты теорий T и T' таковы, что нельзя ни определить исходные дескриптивные термины Т' на базе основных дескрип­тивных терминов Т, ни установить корректных эмпирических отношений между терминами двух данных теорий... В этом случае объяснение теории T' на базе Т или редукция Т' к T очевидно невозможны... В общем, использование Т сделает необходимым устранение концептуального аппарата и законов теории T'" [22, С. 65].

Вопросы философии, № 6 97

Одной из форм описания несоизмеримости у Куна является сравнение конкурирующих теорий с разными языковыми сообществами и связанной с этим проблемой перевода (на которую указывал Куайн). Из сопоставления с ситуацией в физике следует сомнительность этой аналогии. Слова незнакомого языка (типа кролика или части кролика, на которых упражняется Куайн, или "стул", "лист", "игра" Витгенштейна⁵, наверное, действительно "усваиваются частично благодаря непосредственному приложению их к образцам". Но в физике речь идет о различных системах абстрактных понятий и идеальных объектов, которые имеют другую природу, чем слова, обозначающие конкретные вещи. Значение слов естественного языка зависит от контекста, оно открыто по отношению к контексту, который постоянно меняется (расширяется). Значения понятий в готовом разделе физики фиксируются (задаются) в рамках любо­го достаточно развитого естественного языка с помощью определений (в том числе определений неявного типа посредством конструкций типа ЯРН). Эти понятия состав­ляют замкнутую систему. Их значения не зависят от контекста, в качестве которого выступают ВИО. Поэтому мы не можем согласиться с утверждением Куна, что "науч­ное знание подобно языку", и здесь есть "проблема перевода" [8. С. 268].

Другой формой описания несоизмеримости у Куна является сравнение перехода к новой парадигме с "переключением гештальта , составляющего "сердцевину рево­люционного процесса в науке" [8. С. 262]. В нашей модели этому соответствует преоб­разование эмпирического материала, его структурирование в результате формирова­ния нового ЯРН и соответствующих ему ПИО [11]. Причем мы, как и Кун, отличаем этот процесс от интерпретации явлений, отвечающих "ВИО-фазе" и "нормальной на­уке". Подчеркивая принципиальную разницу между интерпретацией и переключени­ем гештальта, Кун говорит: «Галилей интерпретировал наблюдения над маятником, Аристотель - над падающими камнями... но каждая из этих интерпретаций предпола­гала наличие парадигмы. Эти интерпретации составляют элементы нормальной на­уки. Нормальная наука в конце концов приводит только к осознанию аномалий и кри­зисам. А последние разрешаются не в результате размышлений и интерпретаций, а благодаря... событию, подобному переключению гештальта. После этого события ученые часто говорят о "пелене, спавшей с глаз" или об "озарении"... Ни в одном обычном смысле термин "интерпретация" не пригоден, для того чтобы выразить та­кие проблески интуиции»²¹ [8, с. 163-164]. Для Куна примерами новой парадигмы слу­жат маятник Галилея, кислород Лавуазье, атомы Дальтона, поскольку они по-новому организуют видение уже известного эмпирического материала. Ту же функцию в на­шей модели выполняют ЯРН и его ПИО. При этом мы, правда, рассматриваем более крупные единицы, чем теория маятника (из приведенных Куном примеров только пример Дальтона отвечает уровню ЯРН).

Другой смысл "переключения гештальта", для Куна состоит в том, что разные тео­рии "по-разному описывают и обобщают одно и то же явление" [8. С. 257]. Это, с на­шей точки зрения, отвечает тому, что представители разных разделов физики по-раз­ному смотрят на одно и то же явление, выявляя в нем разные стороны, которые фик­сируют в моделях, отвечающих их разделам физики. Но из этого не следует, что "сторонники несоизмеримых теорий не могут общаться друг с другом вообще" [8. С. 255]. Физики осознают эту разницу и вполне могут понимать друг друга, если речь идет о разных готовых разделах физики. Но каждый раздел физики определяется сво­ей системой понятий, фиксируемой ЯРН. В этом смысле каждый раздел физики -


²⁰Похожее утверждение (мысль) есть и у П. Фейерабенда: «Появление новой теории изменяет взгляд как на наблюдаемые, так и на ненаблюдаемые (т.е. описываемые теорией. -А. Л.) свойства мира и вносит соответствующие изменения в значения даже наиболее "фундаментальных" терминов...» [22. С. 30].

²¹Может быть интерпретация математического формализма или интерпретация явлений с помощью теории, но не может быть интерпретации модели-теории, поскольку в ней все соотношения с математи­ческим формализмом и эмпирическим явлением уже заданы.


свой замкнутый мир. Так, мир механики Ньютона и мир механики Эйнштейна - самостоятельные миры со своими ЯРН. Однако если фиксировать и освоить эти два мира, то конфликта между ними не возникает, поскольку как два разных раздела физики они имеют свои области приложения.

Более того, новые разделы физики используют существенные понятийные куски старых разделов [11, 6]. Кроме того, конкуренция и последующее вытеснение типич­ны лишь для "незрелой" ("допарадигмальной") стадии развития раздела физики, до сложившегося ЯРН²³. В физике принципиальные нововведения упаковываются в но­вый раздел, который пристраивается к старым, а не отменяет их . Статистическая физика не отменяет термодинамики, а релятивистская и квантовая механика - не от­меняют классическую механику, а лишь определяют границы области ее применимос­ти . Таким образом, куновское утверждение, что во время научных революций "ста­рая парадигма замещается целиком или частично новой парадигмой, не совместимой со старой" [8. С. 129], не очень-то выполняется в истории физики на уровне зрелых разделов - не замещается, а становится рядом.

Из последнего следует необходимость обсуждения куновского тезиса о некумуля­тивном характере роста знания при революционных нововведениях (который тесно связан с тезисом о несоизмеримости). Характерное определение понятия кумулятив­ного развития научного знания, взятое в формулировке М. Бунге, выглядит так: "Лю­бая историческая последовательность научных теорий является возрастающей в том смысле, что каждая новая теория включает... предшествующие теории. И в этом про­цессе ничто и никогда не теряется; по существу, указанная точка зрения предполагает непрерывный рост в виде аддитивной последовательности теорий, сходящихся к неко­торому пределу, объединяющему все теории в единое целое" (цит. по: [17. С. 81]). Об­ращаясь к физике, мы видим, что, с одной стороны, в силу сказанного выше, в ходе ре­волюционных изменений в физике на уровне зрелых разделов, как правило, "ничто и никогда не теряется". Но, с другой стороны, здесь не выполняется требование "адди­тивной последовательности теорий, сходящихся к некоторому пределу, объединяю­щему все теории в единое целое". Что касается требования, что "каждая новая теория включает... предшествующие теории", то это условие не выполняется не только на уровне разных разделов физики, но и внутри одного раздела, где есть много совер­шенно разных теорий, которые в единую последовательность (цепочку) не выстраи­ваются.

Из этого краткого анализа следует, что куновские тезисы о несоизмеримости и не-кумулятивности по отношению к революционным изменениям во многом верны, но сами эти понятия требуют уточнения (и, возможно, смягчения формулировок).


²²Классическая "ньютоновская" механика среди своих понятий содержит понятие силы, природа ко­торой произвольна, что делает область ее применимости не совпадающей с областью применимости спе­циальной теории относительности, где существуют только столкновения частиц, электромагнитное и гравитационное взаимодейстзие (в общей теории относительности). И хотя, в принципе, на уровне карти­ны мира все силы, с которыми имеет дело классическая механика, сводятся к этим взаимодействиям, для физиков и физики это два разных раздела физики, а там, где они пересекаются, существует известный предельный переход, определяемый параметром v/c (v - характерные скорости, с — скорость света). То же можно сказать и про отношение между классической и квантовой механикой.

²³Конкуренция теплородной и кинетической теорий тепла относится к незрелой стадии развития термодинамики, до появления первого закона термодинамики.

²⁴ Физика делится на "отсеки", так что кризис или изменение в одном разделе-отсеке не обязательно сказывается на других разделах.

²⁵ У термодинамики своя система понятий, свои модели и своя область применимости, которая отлич­на от области применимости статистической физики. То же можно сказать и про перечисленные три механи­ки. Здесь можно говорить о "принципе соответствия" как требовании, чтобы в области, где пересекаются раз­ные разделы физики, их результаты совпадали, но у них есть и взаимонепересекающиеся области.

4* 99


Теперь обратимся к другому центральному понятию куновской модели - "научное сообщество". "И нормальная наука, и научные революции являются... видами деятельности, основанными на существовании сообществ", - говорит Кун. Хотя все четыре основные понятия Куна: "парадигма", "научное сообщество", "нормальная наука" и "научная революция" определяются в рамках куновского текста совместно, в некотором приближении можно выделить в них определяемую друг через друга пару "парадигма" - "сообщество": «"Парадигма" - это то, что объединяет членов научного сообщества, и, наоборот, научное сообщество состоит из людей, признающих парадигму... Парадигмы являют собой нечто такое, что принимается членами таких групп ...» [8. С. 226, 228, 230, 231]. Это, по сути, основное неявное совместное определение понятий "научное сообщество" и его "парадигма".

Отметим, что, хотя, естественно, и "исследовательские программы", и ЯРН возникают и функционируют внутри научных сообществ, понятия "научное сообщество" нет в явной форме ни в моей модели, ни в модели Лакатоса. Это связано с тем, что в этих двух моделях наука представлена феноменами и идеями (теории, идеальные объекты) в рамках "рациональной" истории [10]. Кун же идет со стороны научных сообществ. В центре его рассмотрения оказывается процесс (и проблема) внедрения новых идей в сообщество и "реальная" история.

Анализ научной революции на примере электродинамики

Обычно в качестве примеров научной революции приводят появление теории относительности и квантовой механики.

Это естественно, если иметь в виду революционные изменения в "картине мира" (тогда в тот же ряд попадет упоминаемый В.Л. Гинзбургом переход к нестационарной модели вселенной в начале XX в.) или в типе мышления [5]. Можно еще говорить о революции в средствах наблюдения (например, появление телескопов), о которых часто говорит В.Л. Гинзбург [4. С. 212, 211]. Но мы анализируем революционные изменения в базовых физических понятиях. В этом случае типология революций совпадает с иерархией уровней различий структуры ЯРН. Поэтому появление электродинамики Фарадея-Максвелла является научной революцией того же уровня, что и появление теории относительности и квантовой механики - уровня появления нового раздела физики. Кроме того, создание электродинамики дало толчок к появлению "новой" физики и философии физики XX в. Мировоззренческое значение электродинамики состояло в том, что она выросла под лозунгом явного противостояния ньютоновской программе. Поэтому ее триумф, подобно неэвклидовым геометриям, привел к кризису оснований ньютоновской механики, известному как "гносеологический кризис в физике" конца XIX в. Порожденные ее появлением парадоксы привели к рождению специальной теории относительности (выросшей из попыток распространить принцип относительности на электромагнитные явления) и квантовой механики (постоянная Планка и "корпускулярно-волновой дуализм" появляются при преодолении трудностей электромагнитного описания теплового спектра абсолютно черного тела и фотоэффекта).

Обращаясь к истории формирования электродинамики, можно выделить в ней два основных этапа.

Первый этап охватывает XVII - 1-ю половину XIX в. В его рамках происходит формирование понятий заряда, тока, электрических и магнитных взаимодействий и отвечающих им законов и процедур измерения. К 1830 г. "учение об электричестве и магнетизме располагало законами Кулона для электрических и магнитных взаимодействий, законами Био-Савара (определяющего напряженность магнитного поля, создаваемого электрическим током. – A.Л.) и Ампера (определяющего силу взаимодействия двух токов. –А.Л.) - для электромагнитных взаимодействий токов и законом Ома -для гальванической цепи. Затем последовало открытие электромагнитной индукции (возникновение электродвижущей силы в проводящем контуре, находящемся в пере-

100

менном магнитном поле или движущемся в постоянном магнитном поле), а также за­конов электролиза Фарадеем" [7. С. 463]. Соответствующие процедуры и единицы измерения заряда и тока - плод разработок Гаусса по введению системы единиц и Вебе-ра по измерению электрических и магнитных величин.

Этот этап проходит, по сути, в рамках ньютоновской "парадигмы" и ньютоновской "исследовательской программы", в которых предлагалось все представлять в виде движения частиц и дальнодействующих сил. При этом появляются дополнительные силы (кулоновские электрические и магнитные, амперовские между токами) и новые характеристики частиц (заряд и магнитный момент). Если для этого этапа ввести ЯРН, то он будет представлять нерадикальную модификацию ЯРН ньютоновской механики с добавлением указанных элементов. По большому счету здесь нет и конкуренции парадигм или исследовательских программ.

Второй этап охватывает 2-ю половину XIX в. Ставится задача собирания всех этих понятий и законов в единую теорию. И здесь развитие новой науки пошло по двум линиям: немецкой (Ф. Нейман, В. Вебер и др.) и английской (Фарадей и Максвелл). Первая продолжала ньютонианскую линию частиц в пустоте и дальнодействующих сил. При этом к парадигме и исследовательской программе предыдущего этапа была добавлена направленность на получение единого уравнения, из которого бы следовали выражения для всех открытых частных законов. Вторая линия ("парадигма", "исследовательская программа"), по сути, исходила из декартовско-эйлеровской концепции непрерывной среды и близкодействия. Здесь важно иметь в виду принципиальное противопоставление ньютоновской модели движения частиц в пустоте и воздействующих на них дальнодействующих сил и декартовско-эйлеровской модели непрерывной среды и сил близкодействия. Это две существенно разные исходные (базовые) модели в физике, противостояние которых наиболее четко выражено в программе Декарта: "По основным физическим воззрениям разногласия (с Ньютоном. - АЛ.) сводятся к двум пунктам: допущение или недопущение пустоты и отношение к категории силы. В физике Декарта ... нет места имматериальности; весь мир материален. Отсюда вытекает и отсутствие пустоты, и изгнание категории силы как некоего над-материального агента, одушевляющего материю. В частности, сила тяжести не может быть каким-то изначальным свойством тел... Движение может порождаться только движением, а не какой-то посторонней нематериальной причиной" [7. С. 2331. Эти натурфилософские взгляды были воплощены в гидродинамике идеальной жидкости Эйлера - первого естественно-научного описания непрерывной среды, отличающейся бесконечным числом степеней свободы, и необходимостью использования пробных тел при измерении характеристик состояния непрерывной среды . Эти две альтерна­тивы и породили указанные две линии ("парадигмы", "исследовательские программы", ЯРН).

Наиболее успешно первую программу реализовывал В. Вебер (1804-1891). Он "задается целью последовательно провести ньютонианскую точку зрения в электродинамике и получить элементарный закон, охватывающий как статические, так и динамические взаимодействия, в том числе и индукцию... (Фарадея. -АЛ.}. Основная его гипотеза - это гипотеза существования двух родов электрических субстанций, имеющих атомистическое строение..." Он утверждает, что "при всеобщем распространении электричества можно принять, что с каждым весовым атомом связан электрический атом..." [с. 474, 475-476]. «По заявлению Франца Неймана (1798-1895), успех Вебера "оказался блестящим". Теория Вебера, игнорирующая роль среды в электрических взаимодействиях и допускающая мгновенное действие на расстоянии, господствовала безраздельно во всех учебниках физики и теоретических работах по электродинамике вплоть до семидесятых годов» (XIX в.) [7. С. 477]. Модель Вебера оперировала заряда-


²⁶ Эйлер при выводе своих уравнений движения использовал уравнения Ньютона, но это следует рассматривать как типичное применение принципа соответствия.

101

ми, токами и силами между ними и, соответственно, движением заряженных частиц и флюидов .

Фарадей - основатель второй программы – исходил из концепции близкодействия. Поэтому он перенес центр тяжести своих исследований с электрических и магнитных тел на пространство между этими телами. При этом «отказавшись от термина "электрический флюид" и введя понятия "силовое поле", "индукция", "диэлектрик" и т.д., Фарадей, – как специально подчеркивал Максвелл в статье "Фарадей" (1870), – буквально перестроил науку об электромагнетизме, обратив внимание исследователей на процессы, совершающиеся в пространстве между намагниченными и наэлектризованными телами» [14. С. 68]. Эту линию последовательно развил Дж. Максвелл. Из сделанного им выбора естественно вытекает его метод гидродинамических аналогий при построении соответствующих уравнений движения (математического представления). Модель силового поля Фарадея-Максвелла является естественным порождением модели непрерывной среды. В результате было сформировано "новое видение электромагнитных процессов. Последние предстали как взаимодействие связанных между собой электрических и магнитных полей, распространяющихся в пространстве с конечной скоростью. Благодаря этому сама теория электромагнетизма должна была рассматриваться как описание существенных характеристик особой физической реальности – электромагнитного поля. Эта картина вводила представление об электромагнетизме как передаче электрических и магнитных сил от точки к точке в соотве­ствии с принципом близкодействия" [19. С. 168, 147].

На этом втором этапе можно говорить о двух конкурирующих парадигмах и исследовательских программах: старой ньютоновской (Ф. Нейман, В. Вебер и др.), господствовавшей до 1870-х годов и альтернативной ей "полевой" декарто-эйлеровской (Фарадей и Максвелл), созданной к 1860-м годам. У первых "теоретические исследования базировались на представлениях об электромагнитных взаимодействиях как о мгновенной передаче сил между точечными зарядами и дифференциально-малыми элементами тока... (Они) сумели развить достаточно богатую теорию, хотя последняя испытывала ряд трудностей, например, при объяснении электромагнитной индукции...²⁸ Победа максвелловского направления была одержана только после экспериментального обнаружения (немецким физиком Г. Герцем в 1886-89 гг. - АЛ.) предсказанных теорией электромагнитного поля электромагнитных волн" [19. С. 149] . Последнее можно рассматривать как яркий пример лакатосовского "прогрессивного сдвига прблемы".

С точки зрения "ПИО-подхода" немецкая линия, по сути, пыталась обойтись старыми "ньютоновскими" ПИО, добавив к ним новые характеристики и измеримые величины - заряд и ток. Электродинамика Фарадея-Максвелла приводит к созданию принципиально нового ЯРН современной электродинамики (ПИО - заряженные частицы, магнитные моменты и электромагнитное поле; уравнение движения - уравнения Максвелла; измерительные процедуры для электрической и магнитной напряжен-ностей поля с помощью соответствующих пробных тел - пробных зарядов и витков с током). Принципиально новым ПИО здесь является унаследованное от Фарадея электромагнитное силовое поле, состояния которого определяются значениями напряжен-ностей магнитной и электрической составляющей - новых измеримых величин.


²⁷Естественным продолжением этой линии можно считать лоенцевскую электронную теорию вещества.

²⁸Кроме того, новые силы взаимодействия стали зависеть от скоростей и вели к очень витиеватым формулам. В результате теория лишалась модельного слоя, она вырождалась в характерную для чисто феноменологической программы замену "первичных идеальных объектов" непосредственно измеримыми величинами (зарядами и токами).

²⁹Но даже после этого в течение некоторого времени теория Максвелла многими воспринималась как "уравнения Максвелла", т.е. феноменологически.

102

Переход от веберовской к фарадеево-максвелловской электродинамике вполне можно рассматривать как смену гештальта, но куновских языковых проблем при этом не возникает. Что касается инертности научного сообщества, то она, по-видимому, отчасти связана с обсуждаемыми Куном механизмами, отчасти тем, что хотя Фарадей и Максвелл в основном построили модель электромагнитного поля и соответствующее ЯРН, но все-таки эта модель еще продолжала достраиваться в трудах Хевисайда, Гер­ца и Лоренца [13. С. 21] вплоть до начала XX в.

* * *

Итак, на рассмотренных примерах ньютоновской теории тяготения и электродинамики, с одной стороны, можно увидеть, как реализуются различные элементы рассматриваемых моделей науки, а, с другой стороны, видно, насколько близки по своему содержанию понятия "парадигма", "жесткое ядро исследовательской программы" и "ядро раздела науки" при рассмотрении зрелого раздела физики.

Важным общим для трех рассматриваемых моделей моментом является само наличие революционных скачков, что связано с наличием двух уровней в исходном описании структуры науки в моделях Куна, Лакатоса и моей ПИО-модели: уровнем постепенного роста (в рамках "нормальной науки" у Куна через уподобление, у Лакатоса посредством положительной эвристики в рамках исследовательской программы или путем построения моделей из готовых ПИО в ВИО-фазе развития у меня) и качест­венным скачком (связанным с изменением парадигмы, твердого ядра). Не во всех мо­делях науки есть место для революционных изменений. В позитивистских и эволюци­онных моделях есть только один уровень, поэтому там все теории равны и нет места для революций³⁰.

Важным различием между рассматриваемыми моделями науки является то, что подход исследовательских программ Лакатоса, как и ПИО-подход, рассматривают процессы в выделяемой Лакатосом "рациональной" (особый тип "внутренней") исто­рии, отличаемой от "реальной" истории, делаемой конкретными учеными. Он, по су­ти, говорит о глобальных тенденциях, оставляя без ответа вопрос о конкретном взаи­модействии исследовательских программ с конкретными научными сообществами и учеными, о выборе, с которым они сталкиваются "здесь и теперь". Кун же рассматривает в первую очередь именно этот выбор, представленный им как процесс взаимодействия комплексов идей (будь то парадигма, исследовательская программа или ЯРН) с научными сообществами. С этой главной стороны его модель дополняет модель Лакатоса (и ЯРН), а не конкурирует с ней. В этом плане Кун справедливо говорит о глубинной общности своей модели с лакатосовской [8. С. 580-582],

ПИО-модель более конкретна, она детально прописана для сформировавшихся разделов физики, позволяет прояснить некоторые важные детали. К таким деталям мы относим то, что исследовательская программа может порождать не одну, а множество линейных "последовательностей теорий" Лакатоса. Ставятся под вопрос метафоры разных языков, головоломок в куновской модели, смягчаются и конкретизируются его понятия несоизмеримости и некумулятивности теорий, переключения гештальта, обучения по образцам. Все эти уточнения и замечания касаются важных и широко обсуждаемых, но не основных элементов моделей Куна и Лакатоса.

К этому следует добавить, что область применимости куновской и лакатосовской моделей шире, чем ПИО-модели. Вообще говоря, и лакатосовскую, и куновскую модели развития науки, по-видимому, можно приложить к основным направлениям в философии науки XX в. (начиная с логического позитивизма 1930-х годов). В каждом из них можно выделить как куновскую структуру "парадигма - сообщество", так и лака-


³⁰В ПИО-модели в структуре ЯРН есть несколько уровней различий, поэтому там возможно введе­ние иерархии научных революций (дифференциация их по глубине).

103

тосовскую исследовательскую программу. Это говорит в пользу того, что применение этих моделей развития науки к эмпирической истории науки и учет (и попытки преодо­ления) сопротивления со стороны эмпирического материала реальной истории науки, по сути, превращают рассматриваемую философию науки в науку (гуманитарную) о на­уке, к которой применимы многие из этих моделей (подходов). При этом куновская и лакатосовская модели оказываются не альтернативными, а взаимодополнительными, причем как на уровне анализа структуры науки и ее истории, так и на уровне анализа истории науки о науке.


Литература

1. Алексеев И.С. Деятельностная концепция познания и реальности. Избранные труды по методологии физики. М., 1995.

2. Вартофский М. Модели. Репрезентации и научное понимание. М.,. 1988.

3. Галилео Галилей. Избранные труды. Т. II. М., 1963.

4. Гинзбург BJJ. О физике и астрофизике. М., 1985.

5. Кедров Б.М. Ленин и научные революции. М., 1980.

6. КлышкоД.Н.,Липкин А.И. О "коллапсе волновой функции", "квантовой теории измерений" и "непо-нимаемости" квантовой механики // Электронный журнал "Исследовано в России". 2000. 53. ape.relarn.ru/aiticles/2000/053.pdf736-785.

7. Кудрявцев П.С. История физики. Т. 1. М., 1948.

8. Кун Т. Структура научных революций, М., 2001.

9. Лакатос И. Фальсификация и методология научно-исследовательских программ // Кун Т. Структура научных революций. М., 2001.

10. Лакатос И. История науки и ее рациональные реконструкции // Кун Т. Структура научных револю­ций. М., 2001.

11. Липкчн А.И. Основания современного естествознания. Модельный взгляд на физику, синергетику, химию. М., 2001.

12. Липкин А.И. Философия, математика, физика и синергетика у И.Пригожина. Позиция конструктив­ного рационализма // Синергетическая парадигма. М., 2000.

13. Лоренц Г.А. Теория электронов и ее применение к явлениям света и теплового излучения. М., 1953.

14. Максвелл Дж.К. Статьи и речи. М., 1968.

15. Мамчур Е.А. Проблемы социально-культурной детерминации научного знания. М., 1987.

16. Мамчур Е.А., Овчинников Н.Ф., Огурцов А.П. Отечественная философия науки: предварительные итоги. М., 1997.

17. "Научный реализм" и проблемы эволюции научного знания. М., 1984.

18. Современная философия науки. Хрестоматия. (Составление, перевод, вступ. статья и комм. А.А. Печенкина.) М., 1994.

19. Степин B.C. Становление научной теории. Минск, 1976.

20. Тимофеев И.С. Моделирование и история естествознания // Принципы историографии естествозна­ния: XX век. СПб., 2001.

21. Уемов А.И. Логические основы метода моделирования. М., 1971.

22. Фейерабенд П. Избранные труды по методологии науки. М., 1986.

23. Штофф В.А. Моделирование и философия. М.-Л., 1966.

24. Images of Science: Essays on realism and empiricism with a reply from Bas C. van Fraassen (Churchland and Hooker (ed-s)). Chicago, 1985.

25. Hutten E.H. The Role of Models in Physics // British J. for the Phil, of Sci., 1953-54, 4, 285-301.

26. Fraassen Bas C. Van. The Scientific Image. Oxf,, 1980.


Более того, куновской моделью конкуренции парадигм и сообществ можно, по-видимому, описать со­поставление и конкуренцию античной мифологии, магии, религии и естественной науки, обсуждаемые П. Фейерабендом. Все они являются формами упорядочения мира (мы исходим здесь из его позиции культур­ного релятивизма и плюрализма) и вводят представление о скрытом (тайном) как источнике яв(лен)ного. Та­кими источниками являются духи в магии, античные боги в античной мифологии, единый и всемогущий Бог в мировых религиях. В научной картине мира эту функцию выполняет естественный механизм. Все это разные традиции или "парадигмы". Насколько они "удалены от жизни" [22. С. 139, 141, 179-185] - зависит от жизни. Для охотников и собирателей, наверное, магическая картина мира, мир, наполненный духами, может оказать­ся "ближе к жизни". Но жизнь в современном мире приводит к необходимости включать в свою жизнь мир ес­тественной науки и основанной на ней техники. Поэтому в плане упорядочения мира природы первенство се­годня, к соответствии с моделью Куна, повсеместно отдается естественной науке,

104