Естествознание как комплекс наук о природе. Наука в постижении бытия

Вид материала

Документы

Содержание Формы и функции научного знания. Структура и специфика научного знания. Общие методы научного познания.

Подобный материал:

• Естествознание как комплекс наук о природе (естественных наук) Дифференциация наук, 216.86kb.
• 1. Понятие и определение иммунитета, 164.05kb.
• Лекция Естествознание – единая наука о природе. Основные этапы развития естествознания, 20.66kb.
• Концепция современного естествознания Глава 1: Предмет естествознания, 397.47kb.
• Программа курса «Методология и методика научного исследования» Специальность 080507, 44.29kb.
• Тематика семинарских занятий. Тема Естествознание и его место в культуре, 105.96kb.
• Программа предусматривает рассмотреть три аспекта бытия науки: • наука как познавательная, 195.42kb.
• Вопросы кандидатского экзамена по истории и философии науки, 168.1kb.
• Вопросы кандидатского экзамена по истории и философии науки, 136.8kb.
• Вопросы кандидатского экзамена по истории и философии науки, 252.02kb.

Формы и функции научного знания.


Научное знание включает в себя два основных взаимосвязанных, но качественно различных уровня - эмпирический и теоретический. Каждый из них выполняет определенные функции и располагает специфическими методами исследования .

Фундаментом науки являются твердо установленные факты, полученные эмпирическим, т.е. опытным, путем, например совокупность эмпирических данных, полученных в результате астрономических наблюдений за перемещениями небесных теп. Эмпирические знания являются результатом непосредственного контакта с реальностью в наблюдении или эксперименте. На эмпирическом уровне происходит не только накопление фактов, но и их первичная систематизация и классификация, что позволяет выявлять эмпирические законы и правила, которым подчиняются наблюдаемые явления. На этом уровне исследуемый объект отражается преимущественно в своих внешних связях и проявлениях, в которых выражаются внутренние отношения.

Среди эмпирических методов выделяют несколько основных:

• наблюдение - целенаправленное восприятие явлений объективной действительности; необходимо, чтобы наблюдение не вносило какие-либо изменения в изучаемую реальность;
  
• эксперимент - наблюдение за объектами и явлениями в специально созданных и контролируемых условиях, когда изучаемый объект ставится в особые, специфические и варьируемые условия, чтобы выявить его существенные характеристики и возможности их изменения под влиянием внешних факторов;
  
• измерение - выявление количественных характеристик изучаемой реальности. В результате измерения происходит сравнение объектов по каким-либо сходным свойствам или сторонам;
  
• описание - фиксация средствами естественного или искусственного языка сведений об объектах и явлениях;
  

О сравнение - одновременное выявление соотношения и оценка общих для двух или более объектов свойств или признаков.

Информация, полученная в результате применения такого рода процедур, подвергается статистической обработке. При этом источники научной информации и способы ее анализа и обобщения детально описываются, что позволит впоследствии проверить эти результаты.

Закономерности, полученные на эмпирическом уровне, обычно мало что объясняют. Более того, чаще всего они не открывают направлений дальнейшего научного поиска, т.е., как говорят, они малоэвристичны. Поэтому над эмпирическим уровнем науки надстраивается теоретический уровень. Без определенной теоретической установки не может начаться эмпирическое исследование. Теоретический уровень обеспечивает

целостное восприятие действительности, в рамках которого многообразные факты укладываются в некоторую единую систему. Сущностью теоретического познания является не только описание и объяснение многообразных фактов и закономерностей, выявленных в процессе эмпирических исследований в определенной предметной области, на основе немногих законов и принципов; она выражается также в стремлении ученых раскрыть гармонию мироздания.

Теоретический уровень подразумевает использование таких методов познания, как формализация, когда происходит построение абстрактных моделей, раскрывающих сущность изучаемых процессов действительности; аксиоматизация, с помощью которой строят теории на основе аксиом - утверждений, доказательства истинности которых не требуется; гипоте-тико-дедуктивный метод, в рамках которого создаются системы дедуктивно связанных между собой гипотез, из которых выводятся утверждения об эмпирических фактах.

К числу основных компонентов теоретического уровня знания относятся проблема, гипотеза и теория. Проблема -форма знания, содержанием которого является то, что еще не познано, но что нужно познать, т.е. это знание о незнании, вопрос, возникший в ходе познания и требующий ответа; проблема включает два основных этапа движения познания - постановку и решение. Гипотеза - это знание в форме предположения, сформулированного на основе ряда фактов. Гипотетическое знание носит вероятностный, а не достоверный характер и требует проверки, обоснования. В результате доказательства одни из выдвинутых гипотез становятся теорией, другие видоизменяются, уточняются и конкретизируются, третьи отбрасываются как заблуждения, если проверка дает отрицательный результат. Решающей проверкой истинности гипотезы является практика во всех своих формах, а вспомогательную роль играет логический (теоретический) критерий истины.

Наиболее развитой формой научного знания является теория- знание, дающее целостное отображение закономерных и существенных связей в определенной области действительности. Теория строится для целей объяснения объективной реальности. Главная задача теории заключается в том, чтобы описать, систематизировать и объяснить все множество данных эмпирического уровня. При этом следует иметь в виду, что теория описывает непосредственно не окружающую действительность, а идеальные объекты, которые в отличие от реальных характеризуются не бесконечным, а вполне определенным количеством свойств. Так, механика описывает не реальные процессы, с которыми человек имеет дело в действительности, а процессы, относящиеся к идеальным объектам, например материальным точкам, которые описываются очень небольшим количеством свойств, а именно массой и возможностью находиться в пространстве и во времени.

Помимо идеальных объектов в теории задаются взаимоотношения между ними, которые описываются законами. Кроме того, из первичных идеальных объектов можно конструировать производные объекты. В итоге теория, которая описывает свойства идеальных объектов, взаимоотношения между ними, а также свойства конструкций, образованных из первичных идеальных объектов, способна описать все то многообразие данных, которые получены на эмпирическом уровне. Для этого на основе исходных идеальных объектов строится теоретическая модель конкретного явления и предполагается, что эта модель в существенных своих сторонах, в определенных отношениях соответствует тому, что есть в действительности.

Теоретический уровень знания обычно расчленяется на две составляющие - фундаментальные теории и теории, которые описывают конкретную область реальности, базируясь на этих фундаментальных теориях. Так, механика описывает материальные точки и взаимоотношения между ними, а на основе ее принципов строятся различные конкретные теории, описывающие те или иные области реальности. Например, для описания поведения небесных тел строится небесная механика в предположении, что Солнце - центральное тело, обладающее большой массой, а планеты - материальные точки, движущиеся вокруг центрального тела по законам механики и закону всемирного тяготения.

Роль теории в науке, в частности в естествознании, определяется тем, что здесь объект умственно контролируется, поэтому, вообще говоря, теоретический объект можно описать как угодно детально и получить в принципе как угодно далекие следствия из теоретических представлений. Если исходные абстракции верны, можно быть уверенным, что и следствия из них будут верны. Сила теории состоит в том, что она может развиваться без прямого контакта с действительностью, но при условии, что исходные принципы соотносятся с действительностью.

Научная теория - это развивающаяся система знания (включающая и элементы заблуждения), которая- имеет сложную структуру:

<> исходные основания (первичные фундаментальные понятия, принципы, законы, постулаты, аксиомы и т.п.);

• идеализированный объект данной теории - абстрактная модель существенных свойств и связей изучаемых предметов (например, идеальный газ);
  
• логика теория, нацеленная на прояснение структуры и развитие знания, содержащая определенные правила вывода и способы доказательства;
  
• совокупность законов и утверждений, выведенных из основных положений теории;
  
• философско-методологические установки и ценностные факторы.
  

Любая теория выполняет большое количество функций. Назовем основные из них. Синтетическая функция объединяет отдельные научные знания в единую систему. Объяснительная функция выявляет причинные и иные связи конкретного явления, его существенные характеристики, законы его происхождения и развития. Методологическая функция отвечает за разработку на базе теории разнообразных методов, способов и приемов исследовательской деятельности. Предсказательная функция, или функция предвидения, формулирует представления о неизвестных ранее фактах, объектах и их свойствах или о тех, о существовании которых известно, но они пока еще не выявлены. Практическая функция заключается в стремлении теории быть воплощенной в практику, стать инструментом изменения действительности.

4. Структура и специфика научного знания.
   

В самом простом виде структуру научного знания можно представить в виде следующего ряда: фактический материал; первоначальные обобщения в понятиях и других абстракциях; научные предположения (гипотезы); законы, принципы и теории; философские установки; методы, идеалы и нормы научного познания; социокультурные основания; стиль мышления.

Научное знание можно структурировать и по степени обобщенности материала. Наиболее общую систему научных теорий называют научной картиной мира. Научная картина мира - это целостная система представлений об общих свойствах и закономерностях природы, результат обобщения и синтеза основных научных понятий, принципов, методологических установок. Различают общенаучную картину мира, картины мира наук, близких по предмету исследования (например, естественно-научная картина мира), картины мира отдельных наук (физическая, биологическая, географическая и др.).

В структуре научной картины мира выделяют понятийную и чувственно-образную составляющие. Чувственно-образная составляющая - это совокупность наглядных представлений о тех или иных объектах и их свойствах, например планетарная модель атома, образ Метагалактики в виде расширяющейся сферы и др. Понятийная составляющая представлена философскими категориями (например, <материя>, <движение>, <пространство>, <время> и др.) и принципами (принцип материального единства мира, всеобщей связи и взаимообусловленности явлений, детерминизма и др.), общенаучными понятиями и законами (например, закон сохранения и превращения энергии), а также фундаментальными понятиями отдельных наук (<поле>, <вещество>, <Вселенная>, <биологический вид>, <популяция> и др.).

В научную картину мира нецелесообразно включать всю информацию, добытую наукой о различных веществах, свойствах растений и животных, природных и синтетических материалах, технологических процессах, производственных делах, биографических сведениях и т.п. Научная картина мира отличается от научной теории сочетанием абстрактно-теоретических знаний и наглядных представлений, модельных образов. Если картина мира отражает объект, отвлекаясь от процесса получения знания, то теория содержит в себе не только знания об объекте, но и логические средства проверки их истинности. Научная картина мира играет эвристическую роль в процессе построения научных теорий.

Научная картина мира может быть представлена в виде суммы частных картин мира (физической, биологической, географической и т.д.), которые в свою очередь включают соответствующие концепции - определенные способы понимания, трактовки какого-либо предмета, явления, процесса. Научные картины мира и концепции складываются из научных фактов, гипотез, проблем, принципов, законов, теорий и т.д. Научные факты - это факты, установленные путем наблюдения или экспериментов. Гипотеза - вид знания предположительного характера, истинность или ложность которого еще предстоит доказать. Научная проблема - осознанные вопросы, для ответа на которые недостаточно имеющихся знаний. Научные принципы - наиболее общие и важные фундаментальные положения теории. Законы науки - теоретические утверждения, выражающие существенные связи явлений. Научная теория - систематизированные знания в совокупности, объясняющие множество фактов и описывающие посредством системы законов определенный фрагмент реальности.

4. Общие методы научного познания.
   

Говоря о степени универсальности методов и области их применения, отметим, что существуют:

• методы мышления (теоретические методы), содержащие правила, следуя которым можно получить научное знание;
  
• методы эмпирического исследования - правила наблюдений, экспериментов и т.д.;
  
• методы, которые используются как на эмпирическом, так и на теоретическом уровне исследования.
  

При выборе того или иного метода исследования необходимо выяснить степень его соответствия следующим критериям, сложившимся в науке: эффективность, простота и надежность, научность, допустимость, экономичность и безопасность. Это позволит оптимизировать процесс познания и получить достоверные знания наиболее простым путем. Таким образом, средства и методы, используемые в различных отраслях естествознания, не одинаковы. Для каждой отрасли характерны свой особый язык, своя система понятий, своя стилистика и степень строгости рассуждений. Но отрасли естествознания развиваются не изолированно друг от друга, поэтому происходит постоянное взаимопроникновение методов и средств и развитие конкретной отрасли происходит не только за счет выработанных в ней приемов, методов и средств познания, но и за счет постоянного заимствования, но не следует ожидать универсализации методов и средств, используемых в естествознании. Разные отрасли естествознания обладают несомненной спецификой и особенностями своих предметных областей, и, как следствие, различные познавательные задачи будут и в будущем стимулировать появление специфических средств и методов.

4. Научный эксперимент как основа точного естествознания
   

2. История науки и естествознания.
   

3.1. Генезис науки. Общие положения.

Естественно-научную картину мира нельзя понять, не проследив ее истории и путей ее формирования. Систематические историко-научные исследования начались только в XIX в. Одной из первых в рамках истории науки решалась задача хронологической систематизации успехов различных отраслей науки. К настоящему времени созданы обширные исторические обзоры достижений практически во всех областях знания, в первую очередь различных отраслей естествознания.

Несколько позже сформировалась другая группа историко-научных задач, которая фокусировала внимание на описании механизма развития научных идей и проблем, следуя высказыванию А. Эйнштейна, что история науки - это не драма людей, а драма идей. При этом реконструировались основные традиции, темы и проблемы, характерные для той или иной дисциплины, и демонстрировалось постоянное обновление научных идей. В дальнейшем усилилось внимание к <человеческому элементу> научной деятельности и основной задачей стало воссоздание социокультурного и мировоззренческого контекстов творчества ученых, анализ традиций научных сообществ различных эпох и регионов, реконструкция внешнего окружения, которое способствует или тормозит развитие научных идей, теорий, подходов.

В соответствии с представленными подходами поиск ответа на вопрос <как это было?> осуществляется несколькими путями :

• составление хронологической шкалы достижений в различных научных дисциплинах с демонстрацией неуклонного роста знаний, начиная с древности и до наших дней;
  
• реконструкция хода мысли, особенностей рассуждений и доказательств ученых прошлых времен, полемика с идеями предшественников и современников;
  
• определение социального и культурного контекстов, в которых происходили те или иные события в развитии познания, а также внешних условий и факторов, под влиянием которых формировалось мировоззрение ученого, его судьба в социокультурной обстановке его времени.
  

В настоящее время обсуждаются две традиции изучения истории науки: презентизм - стремление рассказать о прошлом языком современности и антикваризм - желание восстановить картины прошлого в их внутренней целостности, без отсылок к современности. Обе традиции имеют свои положительные и отрицательные стороны; обращения и к той, и к другой вызывают определенные проблемы.

Противоречия, возникающие с интерпретацией исторических событий, можно показать на примере анализа сущности деятельности X. Колумба [34]. Так, известно, что Колумб первый пересек Атлантический океан в субтропической и тропической полосе северного полушария и первый из европейцев плавал в американском Средиземном (Карибском) море. В период с 1492 по 1504 г. он успел совершить четыре путешествия. Колумб искал морской путь в Западную Индию, и, как ему самому казалось, он нашел этот путь.

Собственно название <Америка> впервые появилось в 1507 г. в книге М. Вальдземюллера. По его мнению, открытие нового материка принадлежало А. Веспуччи, который этот материк впервые подробно описал. При этом для Вальдземюллера, как и для других географов начала XVI в., Колумб и Веспуччи открывали новые земли в различных частях света: Веспуччи открыл и исследовал новые земли Америки, а Колумб - неизвестные земли Азии.

Укоренившееся в нашем сознании суждение о том, что Колумб открыл Америку, можно считать презентистским, поскольку верно относительно современных представлений о карте Земли. Антикваристская точка зрения заключается в том, что Колумб открыл <Западную Индию>; это суждение неверно относительно современного уровня знаний, однако оно адекватно описывает реальность исторического прошлого.

Таким образом, если мы анализируем сам путь Колумба, который некоторым образом перемещался в пространстве, то следует нанести на современную карту его маршрут и точно узнать, где он побывал. Но если мы интересуемся социально-культурным контекстом открытий Колумба как реального исторического лица, ставящего перед собой определенные цели, совершающего конкретные поступки и осмысливающего полученные результаты, то целесообразно обратиться к анти-кваристской реконструкции и, следовательно, отказаться от изображения маршрута XV в. на современной карте.

Другим примером не простого соотнесения презентизма и антикваризма в реконструкции исторического прошлого может быть анализ представлений алхимиков XIII-XV вв. Так, не совсем понятно, можно ли утверждать, что исследователи того времени считали высказывание <поваренная соль растворима в воде> имеющим смысл. Известно, что в то время пищу подсаливали, однако, согласно взглядам, распространенным в XV в., поваренная соль не NaCl и вода - не соединение Н₂0, а особое жидкое состояние вещества. Поэтому растворить вещество означало превратить его в воду.

Еще один пример привел Т. Кун . Он показал, что невозможно просто перевести термин <флогистированный воздух> как <кислород>, а <дефлогистированный воздух> - как атмосферу, из которой кислород удален. Слово <флогистон> не имеет уловимого для нас сегодня предметного отнесения к реальности, потому что за ним стоит вера в существование особой субстанции; эту веру современный исследователь не только не разделяет, но и не может в себе воссоздать.

Таким образом, изучая историю науки, нельзя вступить в прямой контакт с прошлым. Носители современной культуры сталкиваются с необходимостью описать действия исследователей прошлого, которые были осуществлены в рамках иной культуры, т.е. возникает проблема понимания прошлого. По аналогии с принципом неопределенности В. Гейзенберга, сформулированным для квантово-механических систем, в историко-научном исследовании был сформулирован принцип, в соответствии с которым можно преодолеть противоречия в интерпретации истории науки, возникающие в рамках презентизма и антикваризма, если принять, что в этих ситуациях действует принцип дополнительности, позволяющий уточнить процедуру историко-научного анализа. При этом необходимо описать традиции, в рамках которых действовал интересующий нас исследователь, а также зафиксировать содержание действия. Тогда можно сказать, что презентизм понимает прошлое, а антикваризм объясняет его. Историко-научная реконструкция предполагает и то, и другое.

Еще одной проблемой, рассматриваемой в связи с развитием научного знания, является его унаследованностъ. В современной науке живут идеи, выдвинутые Аристотелем, Пифагором, Платоном, И. Кеплером и многими другими учеными прошлого. Эти идеи переосмысляются, меняются, но сохраняют свое интеллектуальное значение. Более того, чем глубже идея, тем более она обогащается со временем все новыми значениями, новыми смыслами. Великие идеи прошлого как бы перерастают то, чем они были в эпоху своего создания. Развитие научных знаний выводит научные открытия и результаты за рамки узких предметных интерпретаций. Например, современники не могли до конца оценить величие идей И. Ньютона. Идеи Ч. Дарвина широко обсуждались уже при жизни автора, но он не мог подозревать, что схема <естественного отбора> станет общей схемой мышления, выйдет далеко за рамки биологии и будет присутствовать в трудах по кибернетике и теории познания.

Таким образом, развитие знаний - это исторический процесс, когда существующие системы знаний постоянно перекраиваются, перестраиваются, одни разделы исключаются, а вписываются другие, часто заимствованные из далеких отраслей знания. Более того, перед взором каждого исследователя стоят образцы действия ученых прошлого и настоящего, т.е. в своем историческом развитии наука опирается на прошлые достижения, иногда меняя их содержание почти до неузнаваемости.

Еще одной характерной чертой развития естествознания является сложное сочетание процессов дифференциации и интеграции научного знания. С одной стороны, накопление большого фактического и теоретического материала обусловило появление все большего количества самостоятельных естественно-научных дисциплин (дифференциация научного знания) со своими специфическими задачами и методами исследования.

В результате процесса дифференциации уточняются научные понятия, устанавливаются новые естественно-научные принципы, законы и закономерности, происходит детализация научных проблем. Чем глубже проникает естествознание в суть деталей, тем лучше оно вскрывает природные связи.

С другой стороны, объект естествознания един, поэтому между отдельными естественно-научными дисциплинами постоянно возникали и возникают многочисленные междисциплинарные связи (интеграция научного знания). Например, невозможно представить современную геологию, биологию или географию, не использующую физические и химические методы исследования вещества. Взаимодействие разных наук привело к возникновению таких смежных дисциплин, как биофизика, геохимия ландшафта, физическая химия и др. Интеграция научного знания проявляется в большом количестве процессов внутри науки -в организации междисциплинарных исследований, в разработке и использовании универсальных методов, концепций и т.д. Благодаря процессу интеграции наука вскрывает общие связи и, следовательно, лучше уясняет суть деталей.

Анализ исторических путей развития естествознания должен опираться на представления о том, как происходило это развитие. В настоящее время получили распространение три основные модели исторических реконструкций науки вообще и естествознания в частности: 1) как кумулятивного, поступательного, прогрессивного процесса; 2) как процесса развития посредством научных революций; 3) как совокупности индивидуальных, частных ситуаций (так называемых <кейс стадис>). Возникнув в разное время, эти три модели сосуществуют в современном анализе истории науки.