Geum.ru

А. В. Волков Наука в зеркале

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6
Природа и роль внутринаучного предпосылочного знания


Начнем наше повествование с описания устоявшегося, ставшего уже традиционным представления о структуре научного знания. Традиционно в науке выделяются эмпирический и теоретический уровни познания.

Эмпирический уровень. На этом уровне ученый получает знания об определенных событиях, выявляет свойства интересующих его объектов, процессов, фиксирует отношения и, наконец, устанавливает эмпирические закономерности. В целом, на эмпирическом уровне можно выделить несколько типов исследовательской деятельности:

во-первых, это деятельность по выявлению эмпирических фактов, средством которой является наблюдение и эксперимент.

во-вторых, это деятельность, которую можно назвать описанием фактов, т.е. выражение данных наблюдения в существующем концептуальном аппарате. В результате выявления и описания фактов возникают так называемые фактофиксирующие эмпирические суждения (высказывания). Например: «в момент времени t стрелка амперметра отклонилась от нулевого деления на 10 единиц вправо».

в-третьих, эта деятельность, связанная с измерением. В зависимости от специфики науки фактофиксирующие суждения могут быть качественными, т.е. не связанными с результатами измерения, или количественными, т.е. предполагающие применение математического аппарата, количественную оценку данных.

Наконец, в-четвертых, на эмпирическом уровне существует слой исследований, направленный на логическую обработку данных, полученных в результате наблюдения и эксперимента. Деятельность по логической обработке эмпирических данных связана уже не с ассимиляцией этих данных в системе принятых в науке абстракций и обозначений, а с получением нового, более высокого слоя знания на основе обобщений, классификаций, установления зависимостей между переменными, эмпирических законов.

Вместе с тем, характеризуя эмпирический уровень познания в целом, необходимо заметить следующее: как бы ни усложнялись систематизации и классификации эмпирических данных, какие бы сложные корреляции между значениями переменных ни устанавливались, какой бы сложный математический аппарат ни применялся, все, что ученый получает на эмпирическом уровне познания – это соотношения между внешними параметрами исследуемых явлений. Для понимания же глубинных, сущностных параметров исследуемых явлений, их связей и соотношений требуется переход с эмпирического на качественно иной - теоретический уровень научного познания. Обратимся теперь к характеристике этого уровня научного познания.

Теоретический уровень. Само название теоретического уровня говорит о том, познание окружающего мира осуществляется путем построения научной теории. Характеризуя этот уровень научного познания, необходимо заметить следующее: любая научная теория строится таким образом, что описывает окружающую действительность не прямо и непосредственно, а косвенным, опосредованным образом, через систему абстрактных, идеальных объектов.

Например, в классической механике абстрагируются от длины, ширины, высоты тела, считая их несущественными, но сохраняют массу. Таким образом, вводится идеальный объект – «материальная точка». Или, например, в термодинамике отвлекаются от взаимных столкновений молекул и принимают во внимание лишь кинетическую энергию, зависящую от температуры газа. В итоге вводится такой идеальный объект как «идеальный газ» и т.д.

Идеальные объекты, абстракции, как необходимый элемент научной теории вводятся не только в естествознании, но и в социогуманитарных науках. Например, хорошо известная историку марксистская трактовка социально-исторического процесса как последовательного развития и смены определенных общественно-экономических формаций («первобытной» - «экономической» - «коммунистической») является идеальной моделью, а вовсе не теорией о всеобщем пути, по которому роковым образом обречены идти все народы, каковы бы ни были исторические условия, в которых они оказываются. Известно, что общественно-экономические формации отличаются у Маркса способом производства материальных благ. Существуют: первобытнообщинный, рабовладельческий, феодальный, капиталистический способы производства. В то же время во всех обществах за исключением первобытного существует, как правило, не один, а несколько способов производства. Это означает, что на уровне теории Маркс сознательно абстрагируется от многоукладности и выделяет только один способ производства, тот, который является доминантным, господствующим. Таким образом, общественно-экономическая формация – это тоже абстракция, ибо «чистых» феодализмов и капитализмов никогда в истории не существовало.

Надо сказать, что идеальные объекты играют колоссальное значение для теоретического уровня познания в частности и для научного познания в целом:

во-первых, создание идеального объекта позволяет науке упростить изучаемый объект, вы­делить существенные его стороны.

во-вторых, использование идеальных объектов позволяет применить для их описания математический аппарат, выразить эмпирически найденные закономерности в форме строгих математических зависимостей.

в-третьих, идеализация делает возможным построение формализованных языков с их свойствами строгости и однозначности.

Наконец, в-четвертых, идеализации способствуют процессу роста, обогащению знания. Речь идет о том, что идеальные объекты, модели позволяют получать на их основе теоретические результаты, не прибегая непосредственно к опыту. Например, молекулярно-кинетическая модель газа, предполагающая отвлечение от размера молекул позволяет вывести теоретическим путем соотношения между основными свойствами газа (закон о соотношении давления и объема идеального газа).

Далее, говоря о теоретическом уровне и его основе – системе идеальных, абстрактных объектов, следует обратить внимание на еще один важный момент. На теоретическом уровне введение идеальных объектов представляет собой конструктивный, творческий процесс. Фактически ввести в теорию можно любую идеализацию, лишь бы она удовлетворяла закону противоречия. В тоже время, очевидно, что чрезмерно отвлеченная схема может вступать в острый конфликт с познаваемой реальностью. В этой связи, само введение в теорию идеализаций регулируется некоторыми правилам. К ним относятся так называемые правила соответствия и операциональные определения.

Правила соответствия, представление о которых ввел немецкий философ Р. Карнап, говорят о том, что у идеальных объектов, абстракций, введенных в теорию, должна быть, пускай и сложная, опосредованная, проекция на эмпирию. Например, физик, использующий молекулярно-кинетическую модель газа, связывает движение молекул с эмпирически наблюдаемыми величинами – температурой, объемом, давлением12.

Учитывая, что в науке термин «наблюдаемое» имеет гораздо более широкое значение, чем в обыденной, повседневной жизни, в частности термин «наблюдаемое» относится ко всем величинам, которые могут быть измерены сравнительно простым, непосредственным путем, физик и философ П.-У. Бриджмен утверждал, что именно измерительные процедуры являются теми операциональными определениями, которые связывают ненаблюдаемое с наблюдаемым. Например, сила электрического тока фактически не наблюдается, но когда амперметр включают в цепь, то замечают, что его стрелка отклонятся. Таким образом, операциональное выражение неясного теоретического понятия «сила тока» выглядит следующим образом: сила тока есть числовое показание, отмечаемое стрелкой на шкале специального прибора – амперметра.

Следует, таким образом, еще раз подчеркнуть всю важность для теоретического уровня правил соответствия или операциональных определений. Их наличие предохраняет теорию от опасности оторваться от эмпирической действительности и превратиться в некий самозамкнутый, самодостаточный мир.

Таков традиционный, хрестоматийный образ структуры научного знания. Между тем, для того чтобы этот хрестоматийный образ стал полным и адекватным реальному положению дел в науке, необходимо, как уже говорилось, выявить еще один элемент - предпосылочное знание, которое пронизывает как эмпирический, так и теоретический уровни научного познания. Без выявления этой предпосылочной компоненты понять специфику научного знания невозможно. Многие исследовательские процедуры, например, наблюдение и эксперимент, построение и проверка научной теории, наконец, само развитие научного знания будут восприниматься превратным, искаженным образом, выглядеть упрощенными. Кроме того, без выявления предпосылочного знания крайне сложно увидеть историчность многих имеющих место в науке представлений. Итак, что из себя представляет это так называемое предпосылочное знание?

Философские предпосылки в структуре научного знания. Обращение к истории философской мысли показывает, что вероятно одним из первых, кто в явной форме сформулировал идею предпосылочности научного знания, был немецкий философ И. Кант. В своей философии Кант вел речь о так называемых априорных, т.е. предшествующих всякому конкретному научному познанию принципах. При рассмотрении кантовской идеи априори обычно, прежде всего, обращают внимание на его учение об априорных формах чувственного созерцания и категориях - априорных элементах рассудочной деятельности. Однако в плане анализа, собственно научного познания наибольший интерес представляет его концепция априорных основоположений рассудка. При этом Кант уделяет особое внимание априорным основоположениям естествознания, поскольку, с его точки зрения математические основоположения носят очевидный характер и не нуждаются в доказательстве их правильности.

Итак, в предисловии к «Критике чистого разума» Кант пишет, что всякое наше познание начинается с опыта, но тут же добавляет, что отсюда вовсе не следует, что оно целиком происходит из опыта. Вводя это противопоставление – «с опыта», но не «из опыта», Кант собственно, и обращает наше внимание на наличие так называемой априорной компоненты в структуре научного знания. Спрашивается, каким смыслом наделяет Кант эту априорную компоненту научного знания?

В переводе с латинского apriori означает «предшествующий». Учитывая, что в «Критике чистого разума» Кант заявляет, что никакое познание не предшествует опыту во времени13, можно сделать вывод о том, что apriori,о котором ведет речь немецкий философ, носит логический характер14. Думается, что мысль Канта сводится в данном случае к следующему: конечно, верно, что научное познание начинается с опыта и, тем не менее, определенные принципы (имеющие фундаментальное, основополагающее значение) мы должны принять еще до опыта, в противном случае познание просто потеряет свой смысл.

В самом деле, разве имело бы научное познание смысл, если бы объект познания – природа - представлял собой совокупность явлений, в которых нет ничего устойчивого и постоянного, если бы явления были бы изолированы друг от друга и не были бы связаны никакими закономерностями? Очевидно, что нет. В этой связи, Кант прав. Приступая к научному познанию природы, мы еще до специального ее (природы) изучения принимаем, что в ней, в природе должны иметь место: а) некое постоянство (субстанциальность), б) некая закономерность и в) некое взаимодействие. А вот, что именно и в каком количестве в природе остается постоянным, а так же какие именно типы взаимодействий и закономерностей в ней существую, это мы узнаем из опыта.

Существует, по крайней мере, три априорных основоположения, которые Кант включил в структуру естественнонаучного (физического) знания. Это: 1) «Все явления содержат в себе постоянное (субстанцию) как самый предмет и изменчивое в качестве лишь определения предмета, т.е. способа его существования»15. 2) «Все изменения происходят по закону причины и действия»16. 3) «Все субстанции, поскольку они могут быть восприняты в пространстве как одновременно существующие, находятся в полном взаимодействии»17.

Как нам кажется, до Канта похожую мысль высказывал Аристотель. Как известно, с точки зрения греческого философа метафизика – первая философия предшествует физике – второй философии. Напомним, что центральными понятиями аристотелевской метафизики являются материя и форма. Материя – это то, из чего состоит сущее, его основа, субстрат. Форма – это, то, что придает сущему определенность, то, что связывает многое в одно. Вероятно, не будет большой натяжкой провести следующую эпистемологическую параллель: материя – это «кирпичи» мироздания – электроны, протоны, нейтроны и т.д., а форма – это существующие между ними закономерности, благодаря которым мироздание предстает в виде упорядоченного целого – космоса. При таком сравнении предшествование метафизики физике уже не выглядит странным, а напротив является вполне обоснованным. В самом деле, вопрос о том какие именно элементы составляют основу существующего, мы можем решить только физическим путем, через наблюдения и эксперименты, но то, что такая основа вообще должна быть – это мы обязаны допустить еще до того, как приступим к наблюдениям и экспериментам, в противном случае мы лишаемся самой цели, в направлении которой движется познание. То же самое можно сказать и относительно формы. О том, какими именно закономерностями связаны элементы мироздания друг с другом, можно узнать только опытным, физическим путем, но то, что такие закономерности вообще существуют можно и должно допустить еще до опыта, ибо познание хаоса просто не имело бы смысла.

В целом, говоря об априорных основоположениях, особое внимание следует обратить внимание на то, что их предшествование эмпирическому изучению природы нельзя интерпретировать по аналогии с тем, как, например, гипотеза предшествует изучению экспериментального материала: гипотеза может быть, и подтверждена, и опровергнута, в то время как благодаря априорным основоположениям любая экспериментальная процедура впервые только и получает свой смысл и становится возможной. В тоже время априорные основоположения нельзя смешивать и с «суждениями опыта», выражающими конкретные законы науки. По этому поводу Кант замечал, что «мы должны отличать эмпирические законы природы, всегда предполагающие особые восприятия, от чистых или всеобщих законов природы, которые, не основываясь на особых восприятиях, содержат лишь условия их необходимого соединения в опыте»18.

Итак, подводя итог сказанному, отметим, что в понятии априорных основоположений естествознания впервые находит свое выражение представление о неких фундаментальных отправных предпосылках построения конкретного научного знания – теорий, гипотез, законов и т.д. Эта кантовская идея, надо заметить, оказалась созвучной и современным представлениям о структуре научного знания. С точки зрения современных методологов в системе научного знания действительно существуют некоторые элементы, которые выполняют специфическую роль и могут рассматриваться в качестве «относительного априори» (Л.Б. Баженов). Этими элементами являются, прежде всего, так называемые «философские основания науки».

По свидетельству специалистов, философские основания науки, делятся на онтологические и гносеологические и наиболее явно заявляют о себе на теоретическом уровне научного исследования, особенно в переломных точках развития науки, в периоды научных революций. Воспользуемся в этой связи примерами из истории науки и проиллюстрируем специфику философских оснований на материале квантовой теории.

Онтологические основания. Как известно, одна из последних научных революций была связана с проникновением человека в область микромира, т.е. элементарных частиц - электронов, протонов, нейтронов и т.д. Наука, которая изучает эти элементарные частицы, называется квантовой механикой. Так вот, в этой науке была зафиксирована следующая парадоксальная ситуация: если мы знаем точно координату элементарной частицы, т.е. где эта частица находится, то компоненту ее импульса нельзя определить вполне точно. И наоборот. Если мы точно знаем, каков ее импульс, то мы не можем точно указать, где находится частица. Данная ситуация получила название принцип неопределенности, а сформулировал его в 1927 году немецкий физик В. Гейзенберг. Грубо говоря, принцип неопределенности утверждает, что некоторые пары величин, называемые «сопряженными», в принципе невозможно одновременно измерить с высокой точностью.

По проблеме интерпретации данной ситуации и квантовой теории в целом возникла дискуссия, участниками которой стали два виднейших ученых-физика А. Эйнштейн и Н. Бор. Эйнштейн высказал мнение о том, что каждая элементарная частица одновременно обладает определенными значениями импульса и координаты. Однако поскольку квантовая механика не имеет исчерпывающей информации об элементарных частицах, т.е. является неполной теорией, постольку она и не может одновременно измерять импульс и координату частиц, хотя в действительности они существуют, но как скрытые параметры (скрытые в рамках квантовой теории). Бор предложил другой вариант истолкования этой же самой ситуации. По его мнению, квантовая теория полна, а то обстоятельство, что мы не можем одновременно точно знать координату и импульс, отражает саму специфику элементарных частиц, а не меру нашего незнания.

Из данного примера ясно видно, что в споре Эйнштейна и Бора отчетливо столкнулись не только физические, но и философские, в данном случае, онтологические принципы. В частности, Эйнштейн исходил из того, что в мире все однозначно определено и если теория, например квантовая, оперирует вероятностями, то вероятность носит чисто субъективный характер, т.е. обусловлена недостатком знания о структуре реальности. Бор, напротив, настаивал на том, что вероятностные законы квантовой механики не являются результатом незнания. Они выражают саму структуру микрореальности, ибо, по мнению Бора, неопределенность – это фундаментальный атрибут физической микрореальности19.

Приведем еще один пример. В 1935 г. рядом ученых (А. Эйнштейном, Н. Розеном, Б. Подольским) была предложена следующая экспериментальная квантовая ситуация (сначала мысленная, а впоследствии и реальная): некая элементарная частица самопроизвольно распадается на две частицы, которые расходятся на столь большое расстояние друг от друга, что физическое взаимодействие между ними исключается. Однако, измерения, производимые над одной частицей (А) приводят к тому, что вторая частица (В) скачком переходит из одного состояния в другое, причем одновременно с измерением, производимым над первой частицей (А).

Подобная ситуация, демонстрирующая «фантастическое действие на расстоянии», была расценена Эйнштейном и др. как парадоксальная, доказывающая неполноту квантовой механики. Бор снова предложил иную трактовку ситуации. По его мнению, так называемый парадокс может рассматриваться как результат абсолютизации некоторых онтологических допущений – «причина всегда предшествует по времени следствию» (диахронный аспект причинности), «квантовый объект, подобно любому макрообъекту - это сложенное из частей целое». Если же, наоборот, исходить из того, что «причина и следствие могут выступать одновременно» (синхронный аспект причинности), а «квантовый объект - это единая, целостная система, не сводимая к механическому разложению его на составные части», тогда взаимосогласованное поведение частиц не выглядит парадоксальным20.

Итак, как явствует из приведенных примеров, онтологические основания включат в себя допущения, касающиеся предельно общих принципов строения действительности. Эти общие допущения не выводятся из какого-либо конкретного опыта, а предшествуют ему в качестве схем осмысления.

Гносеологические основания. Гносеологические основания включают в себя множество допущений о природе познавательного процесса, которые подобно фону, оттеняют условия постановки и решения внутренних научных проблем. Необходимость экспликации гносеологических оснований выявилась в квантовой механике в связи с проблемой интерпретации ее предмета. Можно предложить, по крайней мере, два ответа на вопрос, о том, что, собственно, изучает квантовая механика (КМ)? Первый – КМ описывает свойства внутренне присущие элементарным частицам и второй ответ - КМ описывает свойства, которые появляются у элементарных частиц лишь во взаимодействиях с приборами.

Как видно, из самих ответов обсуждение на первый взгляд чисто физической проблемы предполагает обращение к философской доктрине, раскрывающей природу познавательного процесса. В основе первого ответа лежит представление о том, что наблюдение не влияет на наблюдаемый объект, а если и влияет, то все эти влияния можно учесть и в итоге познать объект так, как он есть сам по себе. В основе второго ответа лежит обратное допущение - процесс наблюдения объекта меняет состояние этого объекта, так что наблюдаемый объект как бы «творится» в процессе самого наблюдения.

Как известно, на сегодняшний день господствует вторая позиция, получившая обоснование в трудах В. Гейзенберга и Н. Бора. Последний, в частности писал: «Согласно квантовому постулату, всякое наблюдение атомных явлений включает такое взаимодействие последних со средствами наблюдения, которым нельзя пренебречь. Соответственно этому невозможно приписать самостоятельную реальность в обычном физическом смысле ни явлению, ни средствам наблюдения»21.

В целом, анализ философских оснований науки, ведет ко вполне определенному выводу, а именно: научное исследование действительно предполагает некоторый исходный взгляд на мир, предшествующий познанию данной области явлений. В основе научного исследования всегда лежат некоторые обобщенные представления о природе познавательного процесса, о предмете исследования, о том каким предмет должен выступать в системе научного знания. Вместе с тем, внимательный анализ структуры научного знания позволяет выявить не только фундаментальные, но и более конкретные исходные установки и предпосылки, выполняющие функцию своеобразного априори как на уровне эмпирического, так и теоретического исследований. Поясним это на примере анализа таких традиционных для научного познания методов исследования как наблюдение, эксперимент, описание, измерение.