Основные методы построения научных теорий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по рыболовству

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Мурманский государственный технический университет»

Кафедра философии

Реферат

по дисциплине: «История и философия науки»

по теме: «Основные методы построения научных теорий»

Аспирант:

Мищенко Е.С.

Рецензент:

к.ф.н., Мачкарина О.Д.

Мурманск 2010

План

Введение

1. Понятие научной теории

1.1 Определение и функции теории

1.2 Основные компоненты теории

1.3 Типы классификации теорий

2. Основные методы построения научных теорий

2.1 Эмпирико-индуктивный метод

2.2 Экспериментальный метод и гипотеза

2.3 Гипотетико-дедуктивный метод

2.4 Индуктивный метод

2.5 Классический метод

2.6 Аксиоматический метод построения теорий

2.7 Генетический метод построения теорий

2.8 Отдельные методы рационального познания в рамках единой теории

3. Интуиция. Эйнштейн, Декарт, Пуанкаре

3.1 Идеализация и абстрагирование. Упрощение и схематизация

3.2 Восхождение от абстрактного к конкретному. Анализ и синтез

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Актуальность. Подобная возможность развития аппарата научной абстракции в рамках и на основе Т. делает последнюю мощнейшим средством решения фундаментальных задач познания действительности.

Чтобы ответить V на вопрос, сформулированный в проблеме, в качестве 1 пробного решения выдвигают гипотезу, которая в ходе дальнейшего исследования может превратиться в закон или потребовать построения целой теории. Впоследствии истинность этой теории должна быть проверена на опыте. Такова одна из наиболее распространенных общих схем научного исследования.

Эмпирические методы исследования выступают на первый план и поэтому сама схема познания видоизменяется: ученый идет от эмпирии к теории, хотя при отборе необходимой эмпирической информации руководствуется некоторыми теоретическими представлениями.

Ряд авторов, ограничиваясь анализом традиционных, устоявшихся форм рационального познания (понятия, суждения и умозаключения), такие специальные формы и методы научного" исследования, как гипотеза, закон и теория, зачастую совершенно не рассматривают или же искусственно сводят к первым. По этим причинам в работе сделана попытка обсудить прежде всего специфические для научного познания методы исследования.

Метод представляет определенную последовательность действий, приемов и операций, выполнение которых необходимо для достижения поставленной цели. В то

Цель исследования - выявление и анализ основных методов построения научных теорий. Достижение данной цели предполагает решение следующих задач:

- выявить природу и механизмы развития

- проанализировать

- показать

- провести анализ процесса становления постнеклассического типа

- раскрыть особенности

- рассмотреть проблематику, связанную с обосновать понятия

- охарактеризовать сущность, проблемы и тенденции

Теоретическую основу исследования составили результаты философских и конкретно-научных исследований в философии и методологии науки, а именно: работы отечественных авторов В.С. Степина, Г.И. Рузавина, В.А. Смирнова и др., труды зарубежных философов К. Поппера, Т. Куна, И. Лакатоса, А. Эйнштейна и др.

При написании работы использовались сравнительно-сопоставительный, исторический, диалектический методы, принципы системного подхода, методы анализа и синтеза.

Структура работы. Работа состоит из введения, плана, трех разделов, которые объединяют 9 подразделов, заключения и списка использованных источников из 42 наименований. Полный объем основной части - 181 страница.

1. Понятие о научной теории

1.1 Определение научной теории

В Философском словаре под редакцией И.Т. Фролова дано следующее определение: «Теория (греч. Theorнa - рассмотрение, исследование), в широком смысле - комплекс взглядов, представлений, идей, направленных на истолкование и объяснение какого-л. явления; в более узком и специальном смысле - высшая, самая развитая форма организации научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и существующих связях определённой области действительности - объекта данной теории».

По своему строению теория представляет собой внутренне дифференцированную, но целостную систему знания, которую характеризуют логическая зависимость одних элементов от др., выводимость содержания Т. из некоторой совокупности утверждений и понятий - исходного базиса теории - по определенным логико-методологическим принципам и правилам.

Переход от эмпирической стадии науки к теоретической, когда появляются и развиваются теории в собственном смысле, осуществляется через ряд промежуточных форм теоретизации, в рамках которых формируются первичные теоретические конструкции. Согласно В.С. Степину, «Содержательная структура научных теорий определена системной организацией идеализированных (абстрактных) объектов (теоретических конструктов)... В сети абстрактных объектов…можно выделить особые подсистемы, построенные из небольшого набора базисных конструктов. В своих связях они образуют теоретические модели исследуемой реальности. Эти модели включаются в состав теории и образуют ее «внутренний скелет». Относительно них формулируются теоретические законы. Такого рода модели, составляющие ядро теории, можно назвать теоретическими схемами».

1.2 Основные компоненты теории

При рассмотрении теории в завершенной форме как некоторый результат познавательной деятельности (статический подход), главное внимание уделяется ее структуре, т. е. выявлению тех основных элементов, из которых она построена:

эмпирические предпосылки теории: ее основные факты, данные и результаты их простейшей логико-математпческой обработки;

исходный теоретический базис: главные допущения, идеализации, постулаты, или аксиомы, фундаментальные законы, или принципы;

логический аппарат теории: правила определения производных понятий с помощью основных, логические правила вывода, или доказательства;

все потенциально возможные следствия, или выводы теории как основной массив теоретического знания.

Методологически центральную роль в формировании теории играет лежащий в ее основе идеализированный объект - теоретическая модель существенных связей реальности, представленных с помощью определенных гипотетических допущений и идеализаций (в классической механике - система материальных точек, в молекулярно-кинетической теории - множество замкнутых в определенном объеме хаотически соударяющихся абсолютно упругих молекул). Данный объект содержит определенную программу исследования, которая реализуется в построении теории. Соотношения элементов идеализированного объекта - это теоретические законы, которые формулируются не непосредственно на основе опытных данных, а путем определенных мыслительных действий с идеализированным объектом. Процесс развертывания содержания теории предполагает максимальное выявление возможностей, заложенных в ее исходных посылках, в структуре ее идеализированного объекта. Теория выступает как реальное знание о мире только тогда, когда она получает эмпирическую интерпретацию. Последняя способствует осуществлению опытной проверки выявлению объяснительно-предсказательных возможностей теориипо отношению к реальной действительности.

В гносеологии под теоретической деятельностью подразумевают все формы и процессы познания, связанные с абстрагированием, обобщением, выдвижением гипотез и другими видами рационального познания. Такое понимание опирается на наличие в познавательной деятельности двух основных этапов, или ступеней: эмпирической и теоретической, которые нередко ошибочно отождествляют с чувственными и рациональными видами познания. Теоретическая деятельность в науке не ограничивается, разумеется, исключительно построением и обоснованием теорий. В ней важную роль играют также процессы абстрагирования и образования исходных понятий, определения производных понятий, выдвижения и обоснования гипотез, установления принципов и законов

Но поскольку теория содержит в своем составе обобщения, гипотезы и другие допущения, которые в лучшем случае приблизительно верно описывают действительность, то она не может "гарантировать абсолютной достоверности своих выводов.

Второй аспект анализа теорий касается формирования, развития и обобщения научного знания, лежащего в основе теории. С ними непосредственно связаны так же вопросы проверки и подтверждения теорий, установления границ их применения, степени глубины отражения в них действительности. Все эти проблемы в существенной мере опираются на принцип развития, и поэтому их нельзя решить не только одними формально-логическими средствами, но и вообще методами, ориентированными на статический подход к научному знанию. Такие процессы, как генезис теоретического знания, его эволюция и развитие, могут быть правильно поняты лишь в их динамике.

Научная теория, будучи системой абстрактных понятий и утверждений, представляет собой не непосредственное, а идеализированное отображение действительности. Понятия и утверждения теории в строгом смысле слова описывают не свойства и отношения реальных явлений или систем, а особенности поведения идеализированной схемы

Взаимосвязь между основными объектами теоретической модели выражается обычно с помощью фундаментальных законов и принципов теории. Именно они вместе с исходными понятиями и допущениями и составляют концептуальное ядро, или базис, теории.

В математических теориях в качестве концептуального ядра выступают основные понятия и аксиомы; в естественнонаучных теориях -- исходные понятия, допущения (гипотезы) и основные законы, или принципы.

Теория представляет собой концептуальную систему, с помощью которой отображаются определенные закономерности функционирования и развития соответствующих реальных систем.

Представители субъективно-идеалистического направления отказываются видеть в теориях отображение реальной действительности. В зарубежной философской литературе это направление обычно характеризуется как инструменталистский подход к теории. Такой подход, при котором теория рассматривается лишь как некоторый интеллектуальный инструмент, удобное вычислительное средство, характерен для логических позитивистов, прагматистов, бихевиористов, конвенционалистов. В наши дни инструменталистские идеи получили широкое распространение среди зарубежных ученых в связи с трудностями, возникшими при истолковании новейших открытий физики.

1.3 Типы классификации теорий

Научные теории, как и законы, можно классифицировать по разным признакам. Приведем несколько распространенных вариантов.

а) Все существующие теории можно разделить на два больших класса. К первому из них можно отнести логико-математические (формальные, абстрактные) теории. Сюда войдут все математические теории, теории формальной логики. Ко второму классу принадлежат содержательные (конкретные, описательные, фактуальные) теории, которые используют эмпирические методы исследования, больше опираются на факты, чем на умозрения. Сюда следует включить теории естественных и технических дисциплин, многие теории социальных и гуманитарных наук.

б) С логической точки зрения теории можно классифицировать как дедуктивные и недедуктивные. В математике и математическом естествознании все теоремы получаются с помощью дедукции из аксиом. В опытных науках дедукция используется в той мере, в какой в ней применяются математические методы. Однако существенно новые результаты в этих науках получают с помощью либо проблематической индукции, либо аналогии и некоторых других умозаключений, которые часто называют индуктивными в широком смысле слова. Характерная особенность таких умозаключений состоит в том, что их посылки не полностью обосновывают заключения, а делают его лишь вероятным, или правдоподобным, в той или иной степени.

в) По глубине проникновения в сущность исследуемых явлений теории делят на феноменологические(описательные) и нефеноменологические (объяснительные). На ранней стадии развития опытной науки в ней преобладают первые, описывая и систематизируя взаимосвязи между непосредственно наблюдаемыми свойствами явлений. В современной литературе по кибернетике и методологии науки в качестве наглядной модели феноменологических теорий используется схема так называемого черного ящика, внутреннее устройство которого неизвестно; и можно лишь манипулировать сигналами, поступающими на вход ящика, и наблюдать сигналы на выходе. Научный прогресс характеризуется переходом от феноменологических теорий, т. е. теорий типа «черного ящика», к теориям, раскрывающим устройство такого ящика. Примером перехода от феноменологической теории к нефеноменологической является смена классической термодинамики молекулярно-кинетической теорией. При этом выдвигаются гипотезы о внутреннем механизме происходящих процессов, вводятся абстрактные понятия, благодаря чему возможно проникновении в более глубокую сущность изучаемых явлений.

г) По характеру предсказаний, которые могут быть получены с помощью теорий, последние делятся на две группы. Первая - динамические универсального характера (детерминистские), где предсказание имеет однозначный, достоверный характер (многие теории астрономии, классической физики и химии). Законы представляют универсальные утверждения, характеризующие поведение любой динамической системы точно определенным способом благодаря значительной схематизацией и идеализацией изучаемых реальных процессов. Вторая группа - вероятностные статистической природы (стохастические, индетерминистские). В качестве основных законов выступают статистические законы, характеризующие поведение не каждого объекта в исследуемом классе явлений, а некоторое свойство или признак, присущий классу объектов в целом. Для определения того, обладает ли отдельный объект указанным свойством, вводят вероятностные понятия и методы, которые характеризуют степень возможности существования этого свойства у данного объекта (большинство теорий из области биологии, психологии, гуманитарных наук, а также новейшие квантовые теории).

Существует также множество классификаций научных теорий, в которых за основу деления принимался признак, учитывающий степень доступности теории математической обработке.

Э. Мах и др. в конце 19 века отрицали объективное существование атомов и молекул. Ограничивая задачи науки систематизацией непосредственно наблюдаемых явлений, все эмпиристы фактически сводили и сводят роль теории к простой регистрации и систематизации данных чувственного познания. Эмпиристы субъективистского толка, такие, как Мах, прямо заявляли, что теория представляет сокращенное описание наших ощущений, а не отображение объективно существующей реальности. «Физические идеалисты» видели в теории только символы, знаки, отметки для практики.

Обычно, когда заходит речь о формировании новых гипотез и теорий, многие ученые ссылаются на интуицию, талант и гениальность их создателей и даже на чисто иррациональные моменты, как это делает, например, К. Поппер. Между тем, подчеркивает Хэнсон, процесс поиска гипотезы «часто покоится на весьма разумных основаниях. Если установление гипотез через предсказание имеет свою логику, то такой же логикой должно обладать и получение гипотез».

Теоретическое познание наиболее адекватно отражается в мышлении (активный процесс обобщенного и опосредованного отражения действительности), и проходит здесь путь от мышления в установленных рамках, по образцу, ко все большему обособлению, творческому пониманию исследуемого явления.

Основными способами отражения в мышлении окружающей действительности являются понятие (отражает общие, сущностные стороны объекта), суждение (отражает отдельные характеристики объекта); умозаключение (логическая цепочка, рождающая новое знание).

Структурные компоненты теоретического познания: проблема (вопрос, требующий ответа), гипотеза (предположение, выдвинутое на основании ряда фактов и требующее проверки), теория (наиболее сложная и развитая форма научного знания, дает целостное объяснение явлений действительности). Генерация теорий - конечная цель исследования.

Квинтэссенция теории - закон. Он выражает сущностные, глубинные связи объекта. Формулирование законов - одна из основных задач науки.

Из утверждений наблюдения, в которых фиксируется наш опыт, никогда не следует истинность строго универсального утверждения (или теории). Поэтому универсальные утверждения (или теории) не могут быть оправданы (или верифицированы) с помощью опыта. Однако достаточно всего одного подлинного контрпримера, чтобы показать, что универсальное утверждение ложно. Так, наблюдение любого сколь угодно большого числа черных ворон не может обосновать или верифицировать утверждение, что все вороны черные; наблюдение же всего одной не-черной вороны доказывает, что обобщение «Все вороны -черные» ложно. Поэтому некоторые универсальные утверждения (или теории) могут критиковаться (или быть фальсифицированы) с помощью опыта - или по крайней мере с помощью «базовых утверждений» (единичных утверждений, фиксирующих наблюдения), которые им противоречат. Поппер заключил, что именно фальсифицируемость, а не верифицируемость отличает эмпирическую науку от метафизики. Затем, указывая на существование логической асимметрии между универсальными и единичными утверждениями - универсальные могут быть фальсифицированы, но не верифицированы, а единичные верифицированы, но не фальсифицированы, - Поппер показывал, что различение науки и метафизики не совпадает с различением осмысленных и бессмысленных утверждений.

Такова логическая часть решения проблем индукции и демаркации. Однако Поппер также отрицал, что ученые вообще открывают научные теории с помощью индуктивных рассуждений, делая наблюдения и затем их обобщая. Их теории - это спекулятивные изобретения; и они апеллируют к наблюдениям и опыту, чтобы проверить эти решения, а не для того, чтобы их оправдать.

Выработка основных идей и нахождение теоретических законов, лежащих в основе объяснения,- формирование научной теории. Какой бы тип объяснения ни выбирался, предварительно необходимо выработать теоретические идеи и сформулировать законы, лежащие в основе объяснения. Рассматриваемый нами этап познания - это переход от научных фактов, эмпирических соотношений к теоретическим моделям и законам. Нахождение системы теоретических объектов и законов, которым они подчиняются, и составляет суть этого этапа познания. Решающая роль здесь принадлежит таким познавательным процессам, как идеализация, абстракция, гипотеза. Завершением этого этапа будет формулировка более или менее строгой теории изучаемых явлений. Теорию можно считать сформированной, если теоретические идеи и основоположения будут приведены в определенную систему, будут избраны определенные логические средства, допустимые в данной теории, и установлены соотношения между эмпирическими и теоретическими объектами, предложениями, относящимися к первым, и предложениями, относящимися ко вторым.

Дедукция из одних теоретических законов других теоретических законов - развертывание теории. Процесс развертывания теории естественно вычленить в качестве самостоятельного этапа научного познания. Доказательство теоремы той или иной математической теории, выведение из аксиом тех или иных положений естественнонаучной теории демонстрируют этот этап познания. Неверно было бы думать, что эмпирические соотношения логически выводятся в научной теории. Теоремы научной теории - это не эмпирически установленные соотношения, но если теории истинны, то между теориями и эмпирическими соотношениями должны устанавливаться некоторые соотношения, если не полной, то хотя бы приблизительной тождественности и переводимости.

Объяснение научных фактов, т.е. нахождение по эмпирическим соотношениям соответствующих теоретических моделей. От процесса нахождения системы теоретических идей и основоположений мы отличаем процесс объяснения определенных научных фактов на основании определенной теории. Процесс объяснения складывается, во-первых, из выбора теоретической системы, на базе которой происходит объяснение и, во-вторых, из самого процесса объяснения. Сам процесс объяснения, его тип определяются типом той теории, на базе которой происходит объяснение.

Вывод. Таким образом, теория представляет ту или иную область действительности, объясняет имеющиеся факты на основе найденной закономерности. Развитая теория содержит в себе сведения о причинных, генетических, структурных и функциональных взаимодействиях реальности. По форме теория предстает как система непротиворечивых, логически взаимосвязанных утверждений. Теории используют специфический категориальный аппарат, систему принципов и законов. Развитая теория открыта для описания, интерпретации и объяснения новых фактов, а также готова включить в себя дополнительные метатеоретические построения.

2. Основные методы построения научных теорий

2.1 Эмпирико-индуктивный метод

Одной из наиболее распространенных схем построения теории в прошлом, несомненно, была эмпирическая модель, разработка которой в значительной мере связана с использованием канонов индуктивной логики Бэкона-Милля. Эту модель можно назвать эмпирико-индуктивной.

Согласно эмпирической схеме, построение теории сводится к постепенному и осторожному обобщению с помощью правил индукции твердо установленных эмпирических фактов, пока не будут найдены такие общие законы и гипотезы, посредством которых можно будет объяснить весь известный фактический материал.

Правила и методы индуктивной логики действительно применяются в опытных науках и представляются настолько привычными, что ученые порой даже не замечают, что фактически используют их в исследованиях. С помощью более сложных индуктивных методов могут быть установлены простейшие эмпирические обобщения и законы, именно те, которые выражают взаимосвязи между непосредственно наблюдаемыми свойствами явлений.

Бэкон выдвинул программу постепенного введения теоретических положений («причин и аксиом») все большей и большей общности, начиная с эмпирических единичных данных. Этот процесс он назвал индукцией (т. е. введением) в отличие от дедукции (выведения) теоретических положений меньшей общности из положений большей общности (принципов). Эта концепция была актуальна в период «первоначального накопления» опытных фактов и простейших эмпирических закономерностей. Позднее была показана ее уязвимость на примере теоретической физики.

Альберт Эйнштейн в статье «Принципы теоретической физики» пишет: Для применения своего метода теоретик в качестве фундамента нуждается в некоторых общих предположениях, так называемых принципах, исходя из которых он может вывести следствия. Его деятельность, таким образом, разбивается на два этапа. Во-первых, ему необходимо отыскать принципы, во-вторых, развивать вытекающие из этих принципов следствия. При установлении принципов, могущих служить основой для дедукции, не существует метода, который можно было бы выучить и систематически применять для достижения цели. Исследователь должен, скорее, выведать у природы четко формулируемые общие принципы, отражающие определенные общие черты множества экспериментально установленных фактов... до тех пор, пока принципы, могущие служить основой для дедукции, не найдены, отдельные опытные факты теоретику бесполезны; ибо он не в состоянии ничего предпринять с единичными эмпирически установленными общими закономерностями...Не существует никакого индуктивного метода, который мог бы вести к фундаментальным понятиям физики. Логическое мышление по необходимости дедуктивное, оно основано на гипотетических представлениях и аксиомах.

Ньютон считал, что основные понятия и принципы его теории вытекают из опыта. В противовес эмпирико-индуктивной схеме Ньютон выдвинул и успешно использовал свою модель построения теории, в которой значительную роль играет метод, получивший впоследствии название метода принципов. Эти принципы по сути дела являются гипотезами, из которых могут быть выведены и, следовательно, объяснены все эмпирически найденные факты и законы. «Вывести два или три общих принципа движения из явлений и после этого изложить, каким образом свойства и действия всех телесных вещей вытекают из этих явных принципов, - указывал Ньютон, - было бы очень важным шагом в философии, хотя бы причины этих принципов и не были еще открыты».

Многие современные исследователи справедливо считают метод принципов Ньютона одной из ранних форм использования гипотетико-дедуктивного метода в теоретическом естествознании. Но нередко эту модель рассматривают как модель построения теории в целом, а не только как модель определенного этапа ее оформления и представления. Между тем Ньютон вовсе не сводил процесс построения теории к выведению следствий из принципов или гипотез и к их сопоставлению с опытом. Это для него только одна фаза исследования, которую он называл аналитической. Не меньшее значение он придавал выявлению общих признаков движущихся тел на основе тщательного исследования эмпирического материала и обоснованию выдвигаемых им принципов движения. Такую деятельность он называл синтетической.

В своей статье Турчин пишет, что со временем вывод следствий из общих принципов стал сложным и не всегда однозначным, ибо часто оказывалось необходимым делать в процессе дедукции дополнительные предположения, чаще всего «непринципиальные» упрощения, без которых невозможно было бы довести расчет до числа. Увеличение дистанции от общих принципов до проверяемых следствий делает общие принципы в известных пределах неуязвимыми для опыта, по мере возрастания абстрактности теорий укореняется понимание их языкового характера. Решающим толчком для этого процесса стало создание теории относительности и квантовой механики. В настоящее время становится очевидной необходимость создания теории, совмещающей идеи двух последних, так как до сих пор единой и последовательной теории элементарных частиц высоких энергий, объясняющей огромный материал, накопленный экспериментаторами, не существует. Необходимо подвергнуть научному анализу саму задачу построения научных понятий и теорий, т. е. совершить очередной метасистемный переход. Чтобы квалифицированно построить определенную физическую теорию, нужна общая теория построения физических теорий (метатеория), в свете которой прояснится путь решения нашей конкретной задачи.

Бэкон рассматривал открытие новых принципов как медленный и непрерывный переход от непосредственных данных опыта к принципам все более и более общим. В противоположность этому Ньютон считал принципы предположениями, правильность которых должна быть обоснована путем дедукции из них логических следствий. Первый шаг в науке, связанный с синтезом эмпирических данных, по мнению Ньютона, сопровождается анализом, цель которого состоит в выведении следствий из предложенного принципа и в их проверке на опыте. Метод принципов Ньютона оказал громадное воздействие на развитие точного естествознания в XVII-XIX вв. Его влияние, как указывает А. Эйнштейн, возрастает по мере того, как увеличивается расстояние между основными принципами науки и теми их следствиями, которые допускают опытную проверку.

Действия разума, посредством которых можно прийти к познанию вещей без всякой боязни обмана - очевидная интуиция и необходимая дедукция. Началом дедукции является не умозаключение, а непосредственная достоверность, вполне ясное при свете разума созерцание или интуиция. Путь познания должен начинаться с интуиции и проходить через дедукцию. Первая истина является принципом всего познания, каждое выведенное познание - принципом следующего. В непрерывности прогрессирующих и открывающих выводов и состоит метод дедукции. Принципы могут быть познаваемы только интуицией, дальнейшие следствия - только через дедукцию.

2.2 Экспериментальный метод и гипотеза

К числу важнейших проблем, которые требуют привлечения экспериментального метода, относится опытная проверка гипотез и теорий, а также участие в формировании новых гипотез и теоретических представлений. При этом эвристическая функция эксперимента состоит в том, чтобы использовать опыт для уточнения и исправления первоначальных допущений и догадок. В то время как при проверке исследователь располагает готовой гипотезой и стремится с помощью эксперимента либо подтвердить, либо опровергнуть ее, при выдвижении и обосновании новых гипотез ему часто не хватает дополнительной эмпирической информации. Поэтому он вынужден обращаться к эксперименту, в том числе к модельному и мысленному, чтобы откорректировать свои первоначальные допущения. Без теории и ее руководящих идей невозможно никакое научное экспериментирование. Задача исследователя в данном случае состоит в том, чтобы на основании имеющихся эмпирических фактов и существующих теоретических представлений оценить степень вероятности, или правдоподобия, гипотезы. Гипотеза выступает здесь в качестве заключения или результата некоторого вероятностного рассуждения.

Гипотеза выступает в качестве исходной посылки некоторого правдоподобного, так называемого, гипотетико-дедуктивного рассуждения. Оно дает возможность проверять обобщения и предположения по сопоставлению их следствий с результатами эмпирических наблюдений и экспериментов. посылок делает заключение также проблематическим. Такого рода рассуждения имеют значение постольку, поскольку из их посылок по логическим правилам дедукции можно получать однозначные следствия и по ним судить о характере самих посылок.

Сторонники эмпиризма, например, считают вполне надежными только те предположения науки, которые опираются на непосредственные данные наших чувственных восприятий или их простейшие обобщения. Поэтому они весьма подозрительно относятся к гипотезам, видя в них в лучшем случае временное, вспомогательное средство исследования. В конце прошлого века с резкой критикой использования гипотез, особенно о ненаблюдаемых объектах, таких как атомы и молекулы, выступили представители эмпириокритицизма во главе с австрийским физиком и философом Э. Махом.

2.3 Гипотетико-дедуктивный метод

При гипотетико-дедуктивном методе построения научной теории гипотезы различной логической силы объединяются в единую дедуктивную систему, в которой гипотезы логически менее сильные выводятся, или дедуцируются, из гипотез более сильных. Иными словами, гипотетико-дедуктивная система может рассматриваться как иерархия гипотез, логическая сила и общность которых увеличивается по мере удаления от эмпирического базиса. На самом верху такой системы располагаются гипотезы, при формулировании которых используются весьма общие и абстрактные теоретические понятия. Поэтому такие гипотезы не могут быть непосредственно сопоставлены с данными опыта. На самом низу системы находятся гипотезы, связь которых с опытом довольно очевидна.

С современной точки зрения гипотетико-дедуктивные теории по своей логической структуре можно рассматривать как интерпретированные аксиоматические системы, подобные, например, содержательной аксиоматике геометрии Евклида. Для этого следует принять в качестве аксиом наиболее сильные гипотезы, а все их следствия считать теоремами.

Если в математике обращение к гипотетико-дедуктивному методу происходит только при применении его к опытному материалу, то в естествознании этот метод используется для построения самих теорий. В классическом естествознании наиболее широкое применение гипотетико-дедуктивный метод получил в физике, в особенности в трудах основателей классической механики -- Галилея и Ньютона. Это объясняется в первую очередь тем, что в механике впервые удалось осуществить точно контролируемые эксперименты. Немаловажную роль здесь играет и то обстоятельство, что зависимости между свойствами исследуемых явлений в механическом движении сравнительно легко поддаются математической формулировке. Логико-математические методы играют существенную роль и при дедукции следствий из гипотез.

Гипотетико-дедуктивная модель не дает ответа на вопрос, как исследователь приходит к исходным гипотезам, законам и принципам своей теории. Поэтому можно сказать, что эта модель подходит главным образом для построения и систематизации готового, наличного эмпирического знания. Дальнейший шаг по пути систематизации и раскрытия логической структуры научного знания достигается с помощью аксиоматического метода.

2.4 Индуктивный метод

В прошлом индукция считалась специфическим способом исследования в эмпирических науках. Поэтому данные науки нередко называли даже индуктивными. Индуктивисты полагают, что обобщения, гипотезы и законы науки могут быть получены с помощью индуктивной логики. Между тем в результате индуктивного обобщения возможно обнаружить лишь простейшие эмпирические законы, которые объясняют весьма ограниченное число фактов. Процесс дальнейшего обобщения эмпирических законов наталкивается, однако, на непреодолимое препятствие, поскольку число эмпирических законов, с помощью которых можно отсеивать неподходящие варианты, резко уменьшается, и возникает необходимость обращения к теоретическим законам и теории вообще. Индуктивные методы, объясняя происхождение простейших эмпирических законов, тем самым стимулируют анализ тех эвристических и методологических принципов, которыми ученые часто неявно руководствуются при выдвижении гипотез и поиске законов. Индуктивный метод хотя и в несовершенной форме, но исследует ту сторону научного познания, которая связана с возникновением нового знания. Наряду с индукцией здесь существенная роль принадлежит многочисленным эвристическим приемам и средствам.

А. Пуанкаре так указывает на значение данного метода «Я имел случай исследовать природу математического умозаключения; я показал, как это умозаключение, не переставая быть безусловно строгим, могло поднимать нас от частного к общему при помощи процесса, который я назвал математической индукцией. Благодаря этому-то процессу аналитики и двигали вперед науку».

Известный западный философ науки Имре Лакатос отмечал, что формирование первичных теоретических моделей может использовать программы троякого рода:

- евклидова (программа тривиализации знания) предполагает, что все можно дедуцировать из конечного множества истинных высказываний, состоящих из терминов с элементарной смысловой нагрузкой; знание как истина без какой-либо деформации «стекает» от терминов-примитивов к определяемым терминам; содержит сугубо истинные суждения и не использует предположения и опровержения;

- эмпиристская строится на основе базовых положений, имеющих общеизвестный эмпирический характер; истина, освещенная «светом опыта», восходит по каналам дедукции и наполняет всю систему; такая теория предположительна и фальсифицируема;

Обе программы опираются на логическую интуицию.

- индуктивистская основана на попытке соорудить канал, посредством которого истина течет вверх от базисных положений и, таким образом, установить дополнительный логический принцип -- принцип ретрансляции истины (возникла во времена Просвещения); позднее Поппер показал, что снизу вверх не может происходить даже частичная передача истины и значения.

2.5 Классический метод

Для классической стадии развития науки характерен идеал дедуктивно построенных теорий. Классический вариант формирования развитой теории предполагает теорию, отражающую системы закрытого типа. Идеал такой теории -- физика Ньютона.

Поппер резко критиковал принцип индуктивизма. В то же время он пытался показать тесную взаимосвязь теоретического и эмпирического уровней исследования вследствие того, что эмпирические данные опираются на конвенционально принятый базис. Таким образом, теоретическое знание носит лишь предположительный гипотетический характер, оно подвержено ошибкам. Подлинно научная теория открыта для фальсификации, т.е. для опровержения ссылкой на эмпирический факт, противоречащий данной теории; Фальсифииируемость означает, что в связи с теорией мыслится не только совокупность эмпирических данных, подтверждающих эту теорию, т.е. выводимых из нее путем дедукции, но и совокупность потенциальных фальсификаторов, еще не зафиксированных эмпирических свидетельств, противоречащих этой теории. Принцип фальсификации и по сей день остается остродискуссионным.

Основное понятие его концепции, как и понятие парадигмы, было многозначным. Под исследовательской программой И. Лакатос, например, понимал конкретную теорию типа теории Зоммерфельда для атома. Он говорил также о декартовой и ньютоновской метафизике как двух альтернативных программах построения механики, наконец, писал о науке в целом как о глобальной исследовательской программе

Ни Т. Кун, ни Ст. Тулмин не исследуют вопрос о формировании ученого и нового знания. Отметив сложный характер этой проблемы, они сосредоточили свое внимание на проблеме выбора между уже сформировавшимися теориями. Проблемой зарождения занимается Дж. Холтон.

В процессе развития проблем обоснования математики выделилась самостоятельная дисциплина, изучающая математические теории. Она носит название метаматематики (в широком смысле) или теории математических доказательств.

2.6 Аксиоматический метод построения теорий

Данный метод служит для построения теорий математики и точного естествознания. Преимущества этого метода были осознаны еще в третьем веке Евклидом при построении системы знаний по элементарной геометрии. При аксиоматическом построении теории точно разграничивают минимальное число исходных понятий и утверждений от остальных. Под аксиоматической теорией понимают научную систему, все положения которой выводятся чисто логически из некоторого множества положений, принимаемых в данной системе без доказательства и называемых аксиомами, и все понятия сводятся к некоторому фиксированному классу понятий, называемых неопределяемыми. Теория определена, если указана система аксиом и совокупность применяемых логических средств - правил вывода. Производные понятия в аксиоматической теории есть сокращения для комбинации основных. Допустимость комбинаций определяется аксиомами и правилами вывода. Другими словами, определения в аксиоматических теориях носят номинальный характер.

Аксиома должна быть логически сильнее других утверждений, которые выводятся из нее как следствия. Система аксиом теории потенциально содержит все следствия, или теоремы, которые с их помощью можно доказать. Таким образом, в ней сконцентрировано все существенное содержание теории. В зависимости от характера аксиом и средств логического вывода различают:

1) формализованные аксиоматические системы, в которых аксиомы представляют собой исходные формулы, а теоремы получаются из них по определенным и точно перечисленным правилам преобразования, в результате чего построение системы превращается в своеобразную манипуляцию с формулами. Обращение к таким системам необходимо, чтобы максимально точно представить исходные посылки теории и логические средства вывода. аксиомами. Безуспешность попыток Лобачевского доказать аксиому о параллельных Евклида привела его к убеждению, что возможна другая геометрия. Если бы в то время существовало учение об аксиоматике и математическая логика, то ошибочных доказательств можно было бы легко избежать;

2) полуформализованные или абстрактные аксиоматические системы, в которых средства логического вывода не рассматриваются, а предполагаются известными, а сами аксиомы хотя и допускают множество интерпретаций, но не выступают как формулы. С такими системами обычно имеют дело в математике;

3) содержательные аксиоматические системы предполагают единственную интерпретацию, а средства логического вывода - известными; используются для систематизации научного знания в точном естествознании и других развитых эмпирических науках.

Существенное отличие математических аксиом от эмпирических заключается также в том, что они обладают относительной стабильностью, в то время как в эмпирических теориях их содержание меняется с обнаружением новых важных результатов опытного исследования. Именно с ними постоянно приходится считаться при разработке теорий, поэтому аксиоматические системы в таких науках никогда не могут быть ни полными, ни замкнутыми для вывода.

2.7 Генетический метод построения теорий

Анализируя способы построения научных теорий, В.А. Смирнов подробно проанализировал систему, основанную на генетическом, конструктивном мышлении, которой соответствует генетический метод построения научной теории. Он отличен от аксиоматического как по способу введения объектов теории, так и по логической технике, применяемой в теории. Генетический метод построения теории предполагает фиксацию некоторой совокупности конструктивно заданных объектов и системы эффективных преобразований объектов. Новые объекты теории строятся из исходных посредством таких преобразований.

Объекты генетически строящейся теории являются хотя и эффективно определенными, но абстрактными объектами, так как конструктивное задание объекта не предполагает его физическую конкретизацию. Например, такими объектами могут быть символы алфавита. В слове «алфавит» два вхождения буквы «а» физически различны, однако могут отождествляться как представители абстрактной буквы «а». Действия над конструктивными объектами также рассматриваются с абстрактной точки зрения. Часто отвлекаются от возможности физической реализации таких действий. Актуально бесконечные цепочки преобразований исключаются как недопустимые. Место актуальной бесконечности заменяет абстракция потенциальной осуществимости, в рамках которой можно производить эффективно определенные действия над объектами без ограничений на число шагов - лишь бы это число оставалось конечным на любом этапе преобразований. Если даны конструктивные объекты и имеется эффективный метод построения из них нового объекта, последний считается (потенциально) построенным и о нем можно рассуждать.

В.А. Смирнов проанализировал ряд, казалось бы, хорошо известных из истории примеров научных теорий и показал, что генетический момент в их построении обычно недооценивается. Так считающаяся аксиоматически заданной геометрия Евклида в действительности не является, по мнению В.А. Смирнова, таковой как раз в геометрической части. Аналогичным образом дедукция Р.Декарта не исчерпывается выведением из одних положений других, а включает в себя идею конструирования новых объектов из имеющихся.

2.8 Отдельные методы рационального познания в рамках единой теории

B.C. Степин в своем труде «Теоретическое знание» показана плавная особенность теоретических схем: они не являются результатом чисто дедуктивного обобщения опыта. В развитой науке теоретические схемы строятся как гипотетические модели с использованием ранее сформулированных абстрактных объектов. На ранних стадиях научного исследования конструкты теоретических моделей создаются путем непосредственной схематизации опыта. Для И. Лакатоса такой теоретической моделью является научно-исследовательская программа, емкое понятие, которое может обозначать как науку в целом (глобальная исследовательская программа), так и какую-либо метатеорию (декартова и ньютоновская альтернативные программы построения механики). Основные структурные единицы - жесткое ядро, пояс защитных гипотез, положительная и отрицательная эвристика. Построение научной теории мыслится двуступенчато: 1) выдвижение гипотезы, 2) ее обоснование.

3. Интуиция. Эйнштейн, Декарт, Пуанкаре

3.1 Идеализация и абстрагирование. Упрощение и схематизация

Абстрагирование - мысленная операция отвлечения от несущественных свойств предмета, идеализация - мысленное конструирование объекта, свойства которого представлены в предельном виде. Абстрактные объекты, которые иногда называют теоретическими конструктами, и идеализации («идеальный газ», «абсолютное черное тело», «точка», «сила») направлены на замещение тех или иных связей действительности, но не могут существовать в статусе реальных объектов.

При построении гипотетических моделей абстрактные объекты наделяются новыми признаками, поскольку они вводятся в новой системе отношений. Обоснование гипотетических моделей опытом предполагает, что новые признаки абстрактных объектов должны быть получены в качестве идеализаций, опирающихся на те новые эксперименты и измерения, для объяснения которых создавалась модель. Такую процедуру предложено назвать методом конструктивного обоснования теоретической схемы..

упрощение и схематизация чаще всего связаны не просто с выбором существенных свойств среди всех возможных, а с созданием абстрактных, или идеальных, объектов. Как уже отмечалось раньше, процесс идеализации сводится к образованию таких воображаемых объектов, свойства которых отсутствуют в предметах реального мира. Идеализация чаще всего связана с мысленным экспериментом, в ходе которого ученый теоретически осуществляет некоторые операции, которые невозможно проделать в реальном опыте.

В-третьих, абстрагирование и образование научных понятий также составляют важнейший компонент схематизации действительности и совершенно необходимы для построения ее концептуальной модели.

Схематизация и упрощение реальной картины явлений, представляя важный этап процесса исследования, служат началом построения теории. Абстрактные понятия и идеальные объекты дают ему возможность отобразить наиболее глубокие, общие и существенные черты действительности. Но в самой действительности предметы и явления выступают во взаимной связи и единстве, поэтому теория должна отобразить эту связь с помощью определенной системы утверждений.

3.2 Восхождение от абстрактного к конкретному. Анализ и синтез

Восхождение от абстрактного к конкретному - построение теории через синтез знания, полученного при исследовании моделей. Аналитический метод подразумевает исследовательскую работу с существенными закономерностями изучаемого явления в рамках очерченной области, направленную на выявление ее внутреннего потенциала. Синтетический метод направлен на нахождение зависимостей за пределами самого объекта, в контексте извне идущих отношений и ведет к созданию принципиально нового содержания, которое ни в разрозненных элементах, ни в их суммативной целостности не содержится.

Аналитическая стадия в построении теории всегда начинается с конкретного целого, данного в живом созерцании и эмпирическом представлении. Затем в этом целом выделяются наиболее существенные свойства и отношения посредством абстракции и идеализации. Конкретное целое мышлении расчленено на отдельные абстракции и простейшие определения, становится возможным переход от абстрактного к конкретному знанию. В результате этого процесса, представляющего собой синтез абстракций, полученных на аналитической стадии исследования, происходит воспроизведение конкретного целого в мышлении. Научная теория по сути дела и представляет такую синтетическую форму знания, в которой все ранее полученные абстракции объединяются в единую систему.

Формализация - изучение объекта путем отображения его содержания в знаковой форме на искусственном языке, математическое моделирование - операции с полученными цифрами и схемами.

Перенос абстрактных объектов из одной области знания в другую предполагает в качестве своего основания метод аналогий, который указывает на отношения сходства между вещами. Онтологическим основанием метода аналогий является известный принцип о единстве мира, который согласно античной традиции интерпретируется двояко: единое есть многое и многое есть единое. Умозаключение по аналогии позволяет уподоблять новое единичное явление другому, уже известному явлению. В отличие от дедуктивного умозаключения в аналогии имеет место уподобление единичных объектов, а не подведение отдельного случая под общее положение. Важную роль в становлении классической механики играла аналогия между движением брошенного тела и движением небесных тел. Большое значение аналогиям и физическим представлениям придавал Пуанкаре. «Физика, - писал он, - не только дает... повод к решению проблем; она еще помогает нам найти к этому средства. Это происходит двояким путем. Во-первых, она дает нам предчувствие решения; во-вторых - подсказывает нам ход рассуждений». И далее: «можно ли поверить тому, что они всегда шли шаг за шагом, не имея пред своими взорами той цели, которой они хотели достигнуть? Им нужно было угадывать дорогу, которая привела бы их к этой цели, они нуждались в путеводителе. Этот путеводитель - прежде всего аналогия».

В теоретическом естествознании, и особенно в физике, широко используется такой прием рассуждения и аргументации, который получил название мысленного эксперимента. К нему очень часто обращался в своем творчестве А. Эйнштейн.

Важными характеристиками теоретической модели являются ее структурность, а также возможность переноса абстрактных объектов из других областей знания.

Теоретические схемы вводятся вначале как гипотетические конструкции, а затем адаптируются к определенной совокупности экспериментов и в этом процессе обосновываются как обобщение опыта. Затем следует этап применения модели к качественному многообразию вещей (расширение), и лишь после этого - этап математического оформления с применением искусственных языков в виде уравнения или формулы, что знаменует собой фазу появления закона. На всех стадиях осуществляется корректировка абстрактных объектов, теоретических схем, формализаций. Законы науки стремятся к адекватному отображению закономерностей природы. Однако то, что законы науки есть обобщения, подверженные фальсификации, обусловливает острую философско-методологическую проблему об их природе. Так А. Пуанкаре доказывал, что законы геометрии вовсе не являются утверждениями о реальном мире, а представляют собой произвольные соглашения о том, как употреблять такие термины, как «прямая линия» и «точка». Мах пришел к выводу, что законы порождаются нашей психической потребностью упорядочить физические ощущения. В работе «Познание и заблуждение» Мах показывает, что познание есть биологически полезное для нас психическое переживание. Разногласие же между мыслями и фактами есть источник возникновения проблемы, которую можно разрешить при помощи гипотез. Значение гипотезы -- в «усовершенствовании инстинктивного мышления». Адаптация мыслей к фактам есть наблюдение, а взаимная адаптация мыслей - теория. Фундаментальный метод науки - метод вариаций.

Значимым компонентом научного исследования является процедура обоснования, которая опирается на процедуру сведения неизвестного к известному, незнакомого к знакомому. Однако, многие процессы современной научной картины мира принципиально нспредставимы и невообразимы, вследствие чего обоснование лишается модельного характера, наглядности и должно опираться на чисто концептуальные приемы.

Предсказание сходно по структуре с объяснением, но здесь даны лишь исходные условия, а следствия еще не имеют места, но должны быть установлены. Выделяют объяснения «причинные», основанные на общих «детерминистских» законах, и «вероятностные», основанные вероятностных гипотезах.

...