1. Предмет философии науки. Наука и современный мир

Вид материала

Документы

Содержание 39. Научные революции и их роль в динамике научного знания. Концепция научных революций Т. Куна. 40. Становление научной теории. Проблема, гипотеза, теория. Цель теоретического исследования Функционирование теории Структура метода гипотезы. Метод гипотезы ДИНАМИКА НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ на примере физики (Из Стёпина) 1. Взаимодействие научной картины мира и опыта Регулятивная функция картины мира 2. Формирование частных теоретических схем и законов Выдвижение гипотез и их предпосылки 3. Логика построения развитых теорий в классической физике Особенности формирования научной гипотезы 4. Особенности построения развитых, математизированных теорий в современной науке

Подобный материал:

• Тематика лекций для аспирантов, по специальности Химия Введение (4 ч.), 99.04kb.
• Концепция исследовательских программ И. Лакатоса. Концепция личностного знания М. Полани., 83.28kb.
• Немного о философии, 118.24kb.
• Тематика лекций раздел философия и наука в системе культуры 14 ч. Лекция, 1264.31kb.
• Вопросы к кандидатскому экзамену по «Истории и философии науки», 43.27kb.
• Тема введение 8 ч, 1291.99kb.
• Новая научно-техническая революция и современный мир ань Цинянь, 201.47kb.
• Тема Предмет и проблемы философии науки. Классификация наук, 78.43kb.
• Темы рефератов для сдачи экзамена кандидатского минимума по «Истории и философии науки», 50.28kb.
• Вопросы к экзамену по философии, 215.77kb.

Антикумулятивизм

Первым из историков, выступившим против позитиви­стского кумулятивизма и эмпиризма был А. Койре, работы которого о научной революции XVII века появились еще в конце 30-х годов. Одна­ко по-настоящему они были оценены философами науки лишь после появления исследования американского историка и философа науки Томаса Куна, который в значительной мере опирался на идеи А. Койре.

Уже фальсификационизм К. Поппера отвергал накопление истины, единственный прогресс, по мнению Поппера, возможный в науке, состоит в разобла­чении и отбрасывании ложных идей и теорий. В его модели развития наука переходит от одних проблем к другим — более глубоким, но науч­ные теории не становятся более глубокими и более истинными. Однако Поппер так и не смог полностью порвать с идеей научного прогресса и разработал концепцию возрастания степени правдоподобия в истори­ческом развитии науки. Кун в этом отношении пошел еще дальше.

Исходя из концепции Куна, в целом развитие науки получается дискретным: периоды прогресса и накопления разделяются революционными провалами, разрывами ткани науки. Кумулятивизм предполагает некоторую единую нормативную программу. А в рамках концепции Куна, в истории происходит революционная смена фундаментальных программ познания, и на место единого для всех эпох разума приходят разные исторические типы рациональности.


Отвергая кумулятивизм как универсальную эпистемологическую модель роста науки, современные направления в философии науки, как правило, допускают преимущественно кумулятивный характер накопления научных знаний лишь в пределах системно организованных комплексов теорий или их непрерывно связанных последовательностей — напр., научных исследовательских программ, научных парадигм и т.д.


39. Научные революции и их роль в динамике научного знания. Концепция научных революций Т. Куна.

Крутой поворот в подходе к изучению науки совершил американский историк физики Томас Кун в своей работе "Структура научных революций", которая появилась в 1962 году. Наука или, точнее, нормальная наука, согласно Куну, - это сообщество ученых, объединенных достаточно жесткой программой, которую Кун называет парадигмой и которая целиком определяет, с его точки зрения, деятельность каждого ученого. Именно парадигма как некое надличностное образование оказывается у Куна в центре внимания. Именно со сменой парадигм связывает он коренные изменения в развитии науки - научные революции. Но рассмотрим его концепцию более подробно.

Нормальная наука, - пишет Кун, - это "исследование, прочно опирающееся на одно или несколько прошлых достижений - достижений, которые в течение некоторого времени признаются определенным научным сообществом как основа для развития его дальнейшей практической деятельности". Уже из самого определения следует, что речь идет о традиции, т.е. наука понимается как традиция.

Прошлые достижения, лежащие в основе этой традиции, и выступают в качестве парадигмы. Чаще всего под этим понимается некоторая достаточно общепринятая теоретическая концепция типа системы Коперника, механики Ньютона, кислородной теории Лавуазье и т.п. Со сменой концепций такого рода Кун прежде всего и связывает научные революции. Конкретизируя свое представление о парадигме, он вводит понятие о дисциплинарной матрице, в состав которой включает следующие четыре элемента:

1. Символические обобщения типа второго закона Ньютона, закона Ома, закона Джоуля-Ленца и т.д.

2. Концептуальные модели, примерами которых могут служить общие утверждения такого типа: "Теплота представляет собой кинетическую энергию частей, составляюших тело" или "Все воспринимаемые нами явления существуют благодаря взаимодействию в пустоте качественно однородных атомов".

3. Ценностные установки, принятые в научном сообществе и проявляющие себя при выборе направлений исследования, при оценке полученных результатов и состояния науки в целом.

4. Образцы решений конкретных задач и проблем, с которыми неизбежно сталкивается уже студент в процессе обучения. Этому элементу дисциплинарной матрицы Кун придает особое значение, и в следующем параграфе мы остановимся на этом более подробно.

В чем же состоит деятельность ученого в рамках нормальной науки? Кун пишет: "При ближайшем рассмотрении этой деятельности в историческом контексте или в современной лаборатории создается впечатление, будто бы природу пытаются втиснуть в парадигму, как в заранее сколоченную и довольно тесную коробку. Цель нормальной науки ни в коей мере не требует предсказания новых видов явлений: явления, которые не вмещаются в эту коробку часто, в сущности, вообще упускаются из виду. Ученые в русле нормальной науки не ставят себе цели создания новых теорий, обычно к тому же они нетерпимы и к созданию таких теорий другими".

Итак, в рамках нормальной науки ученый настолько жестко запрограммирован, что не только не стремится открыть или создать что-либо принципиально новое, но даже не склонен это новое признавать или замечать. Что же он делает в таком случае? Концепция Куна выглядела бы пустой фантазией, если бы ему не удалось убедительно показать, что нормальная наука способна успешно развиваться. Кун, однако, это показал, показал, что традиция является не тормозом, а, напротив, необходимым условием быстрого накопления знаний.

И действительно, сила традиции как раз в том и состоит, что мы постоянно воспроизводим одни и те же действия, один и тот же способ поведения все снова и снова при разных, вообще говоря, обстоятельствах. Поэтому и признание той или иной теоретической концепции означает постоянные попытки осмыслить с ее точки зрения все новые и новые явления, реализуя при этом стандартные способы анализа или объяснения. Это организует научное сообщество, создавая условия для взаимопонимания и сопоставимости результатов, и порождает ту "индустрию" производства знаний, которую мы и наблюдаем в современной науке.

Но речь вовсе не идет при этом о создании чего-то принципиально нового. По образному выражению Куна, ученые, работающие в нормальной науке, постоянно заняты "наведением порядка", т. е. проверкой и уточнением известных фактов, а также сбором новых фактов, в принципе предсказанных или выделенных теорией. Химик, например, может быть занят определением состава все новых и новых веществ, но само понятие химического состава и способы его определения уже заданы парадигмой. Кроме того, в рамках парадигмы никто уже не сомневается, что любое вещество может быть охарактеризовано с этой точки зрения.

Таким образом, нормальная наука очень быстро развивается, накапливая огромную информацию и опыт решения задач. И развивается она при этом не вопреки традициям, а именно в силу своей традиционности. Пониманием этого факта мы и обязаны Томасу Куну. Его с полным правом можно считать основателем учения о научных традициях. Конечно, на традиционность в работе ученого и раньше обращали внимание, но Кун впервые сделал традиции центральным объектом рассмотрения при анализе науки, придав им значение основного конституирующего фактора в научном развитии.

Но как же в таком случае происходит изменение и развитие самих традиций, как возникают новые парадигмы? "Нормальная наука, - пишет Кун, - не ставит своей целью нахождение нового факта или теории, и успех в нормальном научном исследовании состоит вовсе не в этом. Тем не менее новые явления, о существовании которых никто не подозревал, вновь и вновь открываются научными исследованиями, а радикально новые теории опять и опять изобретаются учеными. История даже наводит на мысль, что научное предприятие создало исключительно мощную технику для того, чтобы преподносить сюрпризы подобного рода". Как же конкретно появляютя новые фундаментальные факты и теории? "Они, - отвечает Кун, - создаются непреднамеренно в ходе игры по одному набору правил, но их восприятие требует разработки другого набора правил". Иными словами, ученый и не стремится к получению принципиально новых результатов, однако, действуя по заданным правилам, он непреднамеренно, т.е. случайным и побочным образом, наталкивается на такие факты и явления, которые требуют изменения самих этих правил.

Подведем некоторые итоги. Не трудно видеть, что концепция Куна знаменует уже совсем иное видение науки по сравнению с нормативным подходом Венского кружка или К.Поппера. В центре внимания последних - ученый, принимающий решения и выступающий как определяющая и движущая сила в развитии науки. Наука здесь фактически рассматривается как продукт человеческой деятельности. Поэтому крайне важно ответить на вопрос: какими критериями должен руководствоваться ученый, к чему он должен стремиться? В модели Куна происходит полная смена ролей: здесь уже наука в лице парадигмы диктует ученому свою волю, выступая как некая безликая сила, а ученый - это всего лишь выразитель требований своего времени. Кун вскрывает и природу науки как надличностного явления: речь идет о традиции.

Можно ли что-либо возразить против этой достаточно простой и принципиальной модели? Два пункта вызывают сомнение. Первый был, вероятно, камнем преткновения и для самого Куна. Как согласовать изменение парадигмы под напором новых фактов с утверждением, что ученый не склонен воспринимать явления, которые в парадигму не укладываются, что эти явления "часто, в сущности, вообще упускаются из виду"? С одной стороны, Кун приводит немало фактов, показывающих, что традиция препятствует ассимиляции нового, с другой, он вынужден такую ассимиляцию признать. Это выглядит как противоречие.


40. Становление научной теории. Проблема, гипотеза, теория.

Теория (словарь)

1. в шир. смысле: совокупность взглядов, пред-й, идей, направлен на объяснен какого-либо явления;

2. в узк. смысле: высшая, самая развитая форма научного знания, дающая целостное пред-е о закономерностях и существ связях определенной области яв-й.

Новая теория Т не м.б. возведена на одних эмп. предпосылках. Необходимы теоретические предпосылки в виде исходных понятий, принципов и гипотез (П1,П2), с помощью которых формулируется основание теории. Процесс возникновения П1 двойственный: с одной стороны, он начинается с философской идеи и идет по пути Ф1П1. С другой стороны, он начинается с данных опыта и идет по пути Э1*П1. В свою очередь, теория (Т) строится аналогично: с одной стороны, с помощью П1 (линия П1Т1), с другой – с помощью данных опыта (путь Э1*Т). Определяющую роль в ее построении играет путь П1Т.

Цель теоретического исследования – установление законов и принципов, кот позволяют систематизировать, объяснять, предсказывать факты, установленные в ходе эмпирического исследования

Функционирование теории: а) этапы формулировки проблемы; б) выдвижения гипотезы; в) проверки гипотез;

Метод – это система принципов, приемов, правил, требований, которыми необходимо руководствоваться в процессе познания.

Гипотеза как форма и метод теоретического исследования.

2 смысла термина гипотеза:

1) форма существования знания, хар-ся проблематичностью, недостоверностью;

2) метод формирования и обоснования объяснительных предположений, ведущий к установлению законов, принципов, теорий.

Структура метода гипотезы.

1. Ознакомление с эмпирическим материалом, подлежащим теоретическому объяснению.
   
2. Выдвижение догадки или предположения о причинах и закономерностях данных явлений.
   
3. Оценка серьезности предположения и отбор из множества догадок наиболее вероятной (проверяется прежде всего на логическую непротиворечивость).
   
4. Разворачивание выдвинутого предположения и дедуктивное выведение из него эмпирически проверяемых следствий.
   
5. Экспериментальная проверка выведенных из теории следствий. Статус объясняющего з-на, принципа или теории получает лучшая по результатам проверки из предложенных гипотез. От такой гипотезы требуется максимальная объяснительная и предсказательная сила.
   

Метод гипотезы – сложный комплексный метод познания, включающий в себя многообразие его форм и направлений на установление законов, принципов, теорий.

Виды гипотез:

1. объяснительные;
   
2. экзистенциальные – предположения о существовании неизвестных науке элементарных частиц и т.п.;
   
3. основные/вспомогательные;
   
4. математическая (сначала для объяснения количественных зависимостей подбирается из смежных областей науки подходящее уравнение, что часто предполагает и его видоизменение, а затем этому уравнению пытаются дать содержательное истолкование).
   

ДИНАМИКА НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ на примере физики (Из Стёпина)

Подход к научному исследованию как к исторически развивающемуся процессу означает, что сама структура научного знания и процедуры его формирования должны рассматриваться как исторически изменяющиеся.

Основные ситуации, характеризующие процесс развития научных знаний:

1. взаимодействие картины мира и опытных фактов,
   
2. формирование первичных теоретических схем и законов,
   
3. становление развитой теории (в классическом и современном вариантах).
   

1. Взаимодействие научной картины мира и опыта может реализовываться в двух вариантах.

1. на этапе становления новой области научного знания (научной дисциплины) и,
   
2. в теоретически развитых дисциплинах при эмпирическом обнаружении и исследовании принципиально новых явлений, которые не вписываются в уже имеющиеся теории.
   

Сит. 1: в этих условиях эмпирическое исследование целенаправлено сложившимися идеалами науки и формирующейся специальной научной картиной мира (картиной исследуемой реальности). Последняя образует тот специфический слой теоретических представлений, который обеспечивает постановку задач эмпирического исследования, видение ситуаций наблюдения и эксперимента и интерпретацию их результатов.

Специальные картины мира как особая форма теоретических знаний являются продуктом длительного исторического развития науки. Целенаправляя наблюдения и эксперименты, картина мира всегда испытывает их обратное воздействие. Полученные из наблюдения факты могут не только видоизменять сложившуюся картину мира, но и привести к противоречиям в ней и потребовать ее перестройки. Лишь пройдя длительный этап развития, картина мира очищается от натурфилософских наслоений и превращается в специальную картину мира, конструкты которой (в отличие от натурфилософских схем) вводятся по признакам, имеющим опытное обоснование.

Напр.: механическая картина мира в физике в конце XVI - первой половине XVII в. Важнейшую роль в построении механической картины мира сыграли: принцип материального единства мира, исключающий схоластическое разделение на земной и небесный мир, принцип причинности и закономерности природных процессов, принципы экспериментального обоснования знания и установка на соединение экспериментального исследования природы с описанием ее законов на языке математики. Обеспечив построение механической картины мира, эти принципы превратились в ее философское обоснование

Сит.2: Ситуация взаимодействия картины мира и эмпирического материала, характерная для ранних стадий формирования научной дисциплины, воспроизводится и на более поздних этапах научного познания. Даже тогда, когда наука сформировала слой конкретных теорий, эксперимент и наблюдение способны обнаружить объекты, не объясняемые в рамках существующих теоретических представлений. Тогда новые объекты изучаются эмпирическими средствами, и картина мира начинает регулировать процесс такого исследования, испытывая обратное воздействие его результатов.

Регулятивная функция картины мира по отношению к процессу наблюдения: она помогает не только сформулировать первичные гипотезы, которые целенаправляли наблюдения, но и помогала найти правильную интерпретацию соответствующих данных, обеспечивая переход от данных наблюдения к фактам науки.

Таким образом, первичная ситуация, характеризующая взаимодействие картины мира с наблюдениями и экспериментами, не отмирает с возникновением в науке конкретных теорий, а сохраняет свои основные характеристики как особый случай развития знания в условиях, когда исследование эмпирически обнаруживает новые объекты, для которых еще не создано адекватной теории.


2. Формирование частных теоретических схем и законов

На этом этапе объяснение и предсказание эмпирических фактов осуществляется уже не непосредственно на основе картины мира, а через применение создаваемых теоретических схем и связанных с ними выражений теоретических законов, которые служат опосредующим звеном между картиной мира и опытом.

В развитой науке теоретические схемы создаются вначале как гипотетические модели, а затем обосновываются опытом. Их построение осуществляется за счет использования абстрактных объектов, ранее сформированных в сфере теоретического знания и применяемых в качестве строительного материала при создании новой модели.


Выдвижение гипотез и их предпосылки

Только на ранних стадиях научного исследования, когда осуществляется переход от преимущественно эмпирического изучения объектов к их теоретическому освоению, конструкты теоретических моделей создаются путем непосредственной схематизации опыта. Но затем они используются в функции средства для построения новых теоретических моделей, и этот способ начинает доминировать в науке. Прежний же метод сохраняется только в рудиментарной форме, а его сфера действия оказывается резко суженной. Он используется главным образом в тех ситуациях, когда наука сталкивается с объектами, для теоретического освоения которых еще не выработано достаточных средств. Тогда объекты начинают изучаться экспериментальным путем и на этой основе постепенно формируются необходимые идеализации как средства для построения первых теоретических моделей в новой области исследования. Примерами таких ситуаций могут служить ранние стадии становления теории электричества, когда физика формировала исходные понятия - "проводник", "изолятор", "электрический заряд" и т.д. и тем самым создавала условия для построения первых теоретических схем, объясняющих электрические явления.

Большинство теоретических схем науки конструируются не за счет схематизации опыта, а методом трансляции абстрактных объектов, которые заимствуются из ранее сложившихся областей знания и соединяются с новой "сеткой связей". Следы такого рода операций легко обнаружить, анализируя теоретические модели классической физики. Например, объекты фарадеевской модели электромагнитной индукции "силовые линии" и "проводящее вещество" были абстрагированы не прямо из опытов по обнаружению явления электромагнитной индукции, а заимствовались из области знаний магнитостатики ("силовая линия") и знаний о токе проводимости ("проводящее вещество"). Аналогичным образом при создании планетарной модели атома представления о центре потенциальных отталкивающих сил внутри атома (ядро) и электронах были почерпнуты из теоретических знаний механики и электродинамики.

В этой связи возникает вопрос об исходных предпосылках, которые ориентируют исследователя в выборе и синтезе основных компонентов создаваемой гипотезы. Хотя такой выбор и представляет собой творческий акт, он имеет определенные основания. Такие основания создает принятая исследователем картина мира. Вводимые в ней представления о структуре природных взаимодействий позволяют обнаружить общие черты у различных предметных областей, изучаемых наукой.

Тем самым картина мира "подсказывает", откуда можно заимствовать абстрактные объекты и структуру, соединение которых приводит к построению гипотетической модели новой области взаимодействий. В процессе выдвижения гипотетических моделей картина мира играет роль исследовательской программы, обеспечивающей постановку теоретических задач и выбор средств их решения.

После того как сформирована гипотетическая модель исследуемых взаимодействий, начинается стадия ее обоснования. Она не сводится только к проверке тех эмпирических следствий, которые можно получить из закона, сформулированного относительно гипотетической модели. Сама модель должна получить обоснование.

Важно обратить внимание на следующее обстоятельство. Когда при формировании гипотетической модели абстрактные объекты погружаются в новые отношения, то это, как правило, приводит к наделению их новыми признаками. Например, при построении планетарной модели атома положительный заряд был определен как атомное ядро, а электроны были наделены признаком "стабильно двигаться по орбитам вокруг ядра".

Предположив, что созданная таким путем гипотетическая модель выражает существенные черты новой предметной области, исследователь тем самым допускает: во-первых, что новые, гипотетические признаки абстрактных объектов имеют основание именно в той области эмпирически фиксируемых явлений, на объяснение которых модель претендует, и, во-вторых, что эти новые признаки совместимы с другими определяющими признаками абстрактных объектов, которые были обоснованы предшествующим развитием познания и практики.

Таким образом, генерация нового теоретического знания осуществляется в результате познавательного цикла, который заключается в движении исследовательской мысли от оснований науки, и в первую очередь от обоснованных опытом представлений картины мира, к гипотетическим вариантам теоретических схем. Эти схемы затем адаптируются к тому эмпирическому материалу, на объяснение которого они претендуют. Теоретические схемы в процессе такой адаптации перестраиваются, насыщаются новым содержанием и затем вновь сопоставляются с картиной мира, оказывая на нее активное обратное воздействие. Развитие научных понятий и представлений осуществляется благодаря многократному повторению описанного цикла. В этом процессе происходит взаимодействие "логики открытия" и "логики оправдания гипотезы", которые выступают как взаимосвязанные аспекты развития теории.


3. Логика построения развитых теорий в классической физике

В науке классического периода развитые теории создавались путем последовательного обобщения и синтеза частных теоретических схем и законов.

Таким путем были построены фундаментальные теории классической физики - ньютоновская механика, термодинамика, электродинамика. Основные особенности этого процесса можно проследить на примере истории максвелловской электродинамики.


Особенности формирования научной гипотезы

Движение от картины мира к аналоговой модели и от нее к гипотетической схеме исследуемой области взаимодействий составляет своеобразную рациональную канву процесса выдвижения гипотезы. Часто этот процесс описывается в терминах психологии открытия и творческой интуиции. Однако такое описание, если оно претендует на содержательность, непременно должно быть сопряжено с выяснением "механизмов" интуиции. Показательно, что на этих путях исследователи сразу же столкнулись с так называемым процессом гештальт-переключения, составляющим основу интеллектуальной интуиции.

Детальный анализ этого процесса показывает, что интеллектуальную интуицию существенно характеризует использование некоторых модельных представлений, сквозь призму которых рассматриваются новые ситуации. Модельные представления задают образ структуры (гештальт), который переносится на новую предметную область и по-новому организует ранее накопленные элементы знаний об этой области (понятия, идеализации и т.п.).

Результатом этой работы творческого воображения и мышления является гипотеза, позволяющая решить поставленную задачу.

Дальнейшее рассмотрение механизмов интеллектуальной интуиции достаточно четко зафиксировало, что новое видение реальности, которое соответствует гештальт-переключению, формируется за счет подстановки в исходную модель-представление (гештальт) новых элементов - идеальных объектов, и это позволяет сконструировать новую модель, задающую новое видение исследуемых процессов.

Гештальт здесь является своего рода "литейной формой", по которой "отливается модель".

Такое описание процедур генерации гипотезы соответствует исследованиям по психологии открытия. Но процесс выдвижения научных гипотез можно описывать и в терминах логико-методологического анализа. Тогда выявляются его новые важные аспекты:

1. сам поиск гипотезы не может быть сведен только к методу проб и ошибок; в формировании гипотезы существенную роль играют принятые исследователем основания (идеалы познания и картина мира), которые целенаправляют творческий поиск, генерируя исследовательские задачи и очерчивая область средств их решения.
   
2. операции формирования гипотезы не могут быть перемещены целиком в сферу индивидуального творчества ученого. Эти операции становятся достоянием индивида постольку, поскольку его мышление и воображение формируется в контексте культуры, в которой транслируются образцы научных знаний и образцы деятельности по их производству. Поиск гипотезы, включающий выбор аналогий и подстановку в аналоговую модель новых абстрактных объектов, детерминирован не только исторически сложившимися средствами теоретического исследования. Он детерминирован также трансляцией в культуре некоторых образцов исследовательской деятельности (операций, процедур), обеспечивающих решение новых задач. Такие образцы включаются в состав научных знаний и усваиваются в процессе обучения. Т. Кун справедливо отметил, что применение уже выработанных в науке теорий к описанию конкретных эмпирических ситуаций основано на использовании некоторых образцов мысленного экспериментирования с теоретическими моделями, образцов, которые составляют важнейшую часть парадигм науки.
   
3. в основе этого процесса лежит соединение абстрактных объектов, почерпнутых из одной области знания, со структурой ("сеткой отношений"), заимствованной в другой области знания. В новой системе отношений абстрактные объекты наделяются новыми признаками, и это приводит к появлению в гипотетической модели нового содержания, которое может соответствовать еще не исследованным связям и отношениям предметной области, для описания и объяснения которой предназначается выдвигаемая гипотеза. Отмеченная особенность гипотезы универсальна. Она проявляется как на стадии формирования частных теоретических схем, так и при построении развитой теории.
   

4. Особенности построения развитых, математизированных теорий в современной науке

С развитием науки меняется стратегия теоретического поиска. В частности, в современной физике теория создается иными путями, чем в классической. Построение современных физических теорий осуществляется методом математической гипотезы. Этот путь построения теории может быть охарактеризован как четвертая ситуация развития теоретического знания. В отличие от классических образцов, в современной физике построение теории начинается с формирования ее математического аппарата, а адекватная теоретическая схема, обеспечивающая его интерпретацию, создается уже после построения этого аппарата.