Философия. Основные идеи и принципы

Что такое теория? Часто говорят, что теория -- это обобщение опыта, практики или наблюдений. Верно ли это? Допустим, что каждый раз, натопив печь в холодной комнате, мы замечаем, что со временем она остывает, причем окружающий воздух нагревается. Остывание прекращается, когда температура печи и воздуха становится одинаковой. Проделав это много раз, мы можем обобщить наши наблюдения, сказав: а) «нагретая печь, в которой не поддерживается пламя, остывает», б) «остывание прекращается, когда температура печи и воздуха в комнате становится одинаковой».

Вряд ли кто-нибудь назовет эти знания теоретическими, хотя они являются результатом обобщения. Всякое обобщение выделяет и закрепляет то общее, что содержится в целом ряде наблюдений или экспериментов с единичными предметами, событиями или процессами.

Но далеко не всякое обобщение является теоретическим и приводит к построению научной теории. Посмотрим, например, на основные законы классической термодинамики, часто называемые ее первым и вторым началами, или принципами. Вот их суть:

1) невозможно построить периодический двигатель, который бы совершал работу без подвода энергии извне или совершал работу, большую, чем количество сообщенной ему извне энергии;

2) невозможен процесс, единственным результатом которого является передача энергии в форме теплоты от холодного тела к горячему.

Оба эти закона являются обобщениями, за которыми стоят сотни тысяч практических наблюдений тепловых процессов и работы устройств, использующих эти процессы (печи, паровые машины и пр.). Но как мало похожи эти обобщения на высказывания а) и б)! В чем здесь дело?

Оказывается, научные обобщения не просто выделяют общие моменты в проделанных наблюдениях и экспериментах, а применяют ряд особых логических приемов:

1) прием универсализации, который состоит в том, что общие моменты и свойства, наблюдаемые в ограниченном множестве экспериментов, распространяются на все возможные случаи превращения теплоты в работу, на все процессы передачи теплоты, в том числе еще не наблюдавшиеся или совершающиеся в отдаленных и недоступных наблюдению пунктах Вселенной;

2) прием идеализации, состоящий в том, что указываются условия, при которых описываемые в законах процессы происходят в «чистом» виде, т. е. так, как в самой действительности они происходить не могут; в данном случае предполагается, что термодинамическая система (двигатель) совершенно изолирована от внешнего мира и обмен энергией (в том числе приток ее в данную систему из окружающей среды) совершенно невозможен, чего на самом деле никогда не бывает;

3) прием концептуализации, состоящий в том, что в формулировку законов вводятся понятия (абстракции, концепции), заимствованные из других сложившихся теорий и получившие в них достаточно точный смысл и значение (например, понятия «энергия» и «работа», которые получают смысл и значение в механике и во многом отличаются от аналогичных понятий повседневного языка).

Используя эти приемы, ученые формулируют законы науки, которые являются эмпирическими обобщениями, отражающими повторяющиеся, необходимые, существенные отношения и связи между отдельными и внешне противоположными, но внутренне едиными свойствами и сторонами явлений.

Таким образом, мы можем установить важное различие и зависимость между законами объективного мира и законами науки. Первые существуют независимо от нас в самой действительности. Вторые являются их отражением, например, в форме эмпирических обобщений. При этом объективные законы мира отражаются в законах науки далеко не полно, условно, приблизительно, с помощью особых научных абстракций, между которыми устанавливаются логические связи, в особой форме воспроизводящие связи объективного мира. Однако далеко не все законы науки возникают как эмпирические обобщения.

Первоначально многие законы науки выступают в форме гипотез (от греч. hypothesis -- основание, предположение). Гипотезы -- это предположения, догадки, более или менее обоснованные, но еще не доказанные, не подтвержденные полностью. По своей логической форме они являются условными высказываниями вида «если происходит а, то происходит»,«если между а и b существует отношение R, то между ними должно существовать отношение Q» и т. д. Гипотезы делятся на две большие группы: фактические и теоретические гипотезы. Первые -- это предположения или догадки об отдельных предметах, событиях и процессах. К ним относятся, например, многочисленные гипотезы о строении поверхности Луны, ее минералогическом и физикохимическом составе. После того как на Луну опустились советские автоматические лаборатории, которые передали на Землю точную информацию о ее поверхности и возвратились назад с пробами лунного грунта, из всей совокупности гипотез были выбраны лишь немногие, да и в них были внесены поправки, а остальные были опровергнуты, или как еще говорят, фальсифицированы (от лат. falsificare -- подделывать, искажать). К гипотезам второй группы относится, например, первоначальная догадка Д. И. Менделеева о том, что свойства химических элементов изменяются и повторяются периодически. На основании этой гипотезы были предсказаны новые химические элементы и их свойства. Когда предсказания подтвердились, гипотезу стали рассматривать не как предположение, а как прочный, вполне доказанный закон науки.

Теоретические гипотезы и законы нередко противоречат непосредственному чувственному наблюдению. Так, геоцентрическая система мира, окончательно сформулированная Клавдием Птолемеем и гласившая, что Солнце и другие планеты вращаются вокруг неподвижной Земли, лучше согласуется с непосредственными чувственными наблюдениями, доступными любому человеку, чем гелиоцентрическая система Коперника. Коперник сам рассматривал свою систему лишь как правдоподобную гипотезу, но эту гипотезу, поскольку математически точные следствия из нее совпадали с точными измерениями гораздо лучше, чем следствия геоцентрической системы, стали рассматривать как научную истину, как закон движения планет Солнечной системы.

Теоретические гипотезы могут казаться на первый взгляд странными и даже фантастическими, как, например, гипотезы о расширяющейся или пульсирующей Вселенной, выдвигавшиеся и обсуждавшиеся в последние десятилетия. Но как бы ни были они неожиданны, они возникают не в результате творческого произвола, а на основе анализа многочисленных экспериментальных данных и предыдущих менее «удачливых» гипотез. Новые гипотезы выдвигаются, чтобы объяснить, предсказать и систематизировать факты, которые нельзя было объяснить и предсказать с помощью предыдущих. Если следствия из новой гипотезы подтверждаются наблюдениями и экспериментом, т. е. верифицируются (от лат. verus -- истинный), то такую гипотезу можно рассматривать как в высшей степени правдоподобное предположение, т. е. как закон науки. Ф. Энгельс назвал гипотезу «формой развития естествознания».

Итак, теоретические знания включают в себя не только установленные, доказанные, подтвержденные практикой законы науки, но и различные эмпирические обобщения, фактические и теоретические гипотезы, которые еще не получили признания в качестве объективных истин, но пока и не опровергнуты. Среди последних лишь гипотезы, получающие высокую степень подтверждения и не противоречащие ранее установленным законам, могут включаться в состав той или иной теории. Теория представляет собой, таким образом, наиболее строгую и проверенную часть теоретических знаний. По своей логической форме она выступает как система высказываний (законов), связанных между собой определенными логическими отношениями. К этим отношениям относятся прежде всего отношения эквивалентности и выводимости, или логического следования, высказываний.

Высказывания, образующие теорию, должны быть достоверными, доказанными, объективно-истинными. Они эквивалентны в смысле своей истинности. Основное достоинство теории состоит в том, что подавляющее большинство образующих ее высказываний может быть выведено из основных, исходных предложений чисто логическим путем на основании четких логических или математических правил. Высказывания или предложения, получаемые с помощью такого вывода, называются следствиями теории.

По своему содержанию следствия могут быть как законами данной теории, так и эмпирическими утверждениями, описывающими вполне определенные события, ситуации и процессы. Те же предложения, из которых выводятся следствия, обычно называются постулатами, принципами или аксиомами теории. В рамках каждой отдельной теории такие предложения принимаются за основу, но в общем виде они сами могут оказаться следствиями других, более широких и глубоких, теорий.

Законы -- как наиболее существенные утверждения теории -- выполняют следующие познавательные функции:

1. Они отражают наиболее устойчивые, необходимые и общие связи внутри изучаемых теорией различных систем, взаимоотношения и взаимодействия между основными подсистемами и элементами таких систем, которые (системы) образуют предметную область данной теории (например, системы атомов и элементарных частиц и их взаимодействий образуют предметную область квантовой теории).

2. Они позволяют объяснять уже известные и предсказывать новые явления данной предметной области на основе математических вычислений и логических умозаключений, не обращаясь до поры до времени к наблюдениям и экспериментам. Это весьма облегчает познание объективного мира.

3. Они накладывают определенные, хотя и не явные, сразу не обнаруженные, ограничения на свою предметную область. Так, законы классической механики применимы лишь к макрообъектам, т. е. к предметам надмолекулярного уровня, которые двигаются со скоростями, не сопоставимыми со скоростью света.

Специальная теория относительности касается объектов, передвигающихся с околосветовыми скоростями.

Отсюда следует, что любая теория имеет смысл и может рассматриваться как объективная истина лишь в определенных границах, при определенных условиях. В этом проявляется диалектический принцип конкретности истины, гласящий, что любое утверждение истинно при определенных условиях, в данное время, в данном месте, в данной исторической ситуации, по отношению к данным явлениям. Вне этих условий истина по законам диалектики может превратиться в заблуждение или ложь, т. е. в свою противоположность.

4. Наконец, законы научной теории выполняют функции запрета, систематизации и регулирования процедур исследования. Запрещая недопустимые или бессмысленные в рамках данной теории утверждения и абстракции, они исключают произвол. Например, один из постулатов квантовой механики утверждает неразличимость одноименных элементарных частиц. Это означает, что во множестве электронов мы не можем выделить два электрона, отличающихся своими сугубо индивидуальными признаками. Такой запрет не произволен. Он имеет свои объективные основания. Его применение избавляет от многих серьезных заблуждений и ошибок, в том числе от переноса в данную область (микрообъектов) приемов распознавания конкретных предметов, применимых в другой области, но совершенно неосуществимых в данной. Регулятивные функции законов вытекают из функции запрета. Каждый ученый может подходить к своей проблеме творчески, но это творчество регламентировано в определенных границах законами теории и регулируется ими. Если научное творчество не подчиняется установленным правилам, то необходимо либо создать новую теорию, либо перестроить старую, либо, наконец, признать данную творческую идею ошибочной. Функции регулирования не запрещают творчества, а лишь требуют четкой оценки его результатов и понимания того, насколько оно оправдано. Наконец, систематизирующая функция законов позволяет установить четкое соподчинение (субординацию) и взаимосвязь (координацию) между элементами и подсистемами данной предметной области. Вследствие этого ее оказывается возможным представить как сложную функционирующую или развивающуюся систему, что облегчает и упрощает научные исследования.

Теперь мы можем предварительно ответить на вопрос, в чем же специфика научного познания и его отличие от других форм познания. В состав науки всегда включаются теоретические знания. Они содержат отдельные гипотезы, более или менее строго сформулированные допущения, законы и, наконец, строго построенные научные теории. Разумеется, теории такого рода возникают не сразу. Они -- результат исторического развития научного познания. Хотя физика возникла еще в Древней Греции, строгие физические теории начали складываться лишь в XVII в. В химии и биологии подобные теории появились лишь в XVIII и XIX вв. В исторической науке теоретические знания начали формироваться лишь после возникновения материалистического понимания истории. До этого в историческом познании шло накопление фактического материала, а само существование объективных законов истории либо подвергалось сомнению и отрицанию, либо интерпретировалось идеалистически. Возникновение в той или иной области знания и практики научных теорий означает, что данная область достигла высокого уровня развития, своего рода гносеологической зрелости. Если знания, относящиеся к какой-либо сфере деятельности, поднимаются на уровень теоретических, то это означает, что в этих сферах деятельности складывается соответствующая им научная дисциплина. Наличие в составе определенной системы знаний теории и прочно установленных законов является верным признаком того, что это система научная.

Теперь легко понять и то, какие преимущества дает научное познание мира. Любая человеческая деятельность представляет собой решение каких-то задач или проблем. Одни из них -- производственные задачи -- нацелены на достижение материальных благ. Другие -- политические -- на достижение политических целей. Существуют задачи, цель которых увеличить объем знаний, т. е. создать новые знания, необходимые для решения производственных, культурных и иных проблем. Подобные задачи называются познавательными. Пока современная наука не возникла, познавательные задачи решались очень медленно и долго. На это затрачивались иногда десятилетия и даже столетия, поскольку поиск решений велся вслепую, на ощупь, чисто эмпирическим путем, или, как говорят, методом проб и ошибок.

Когда же возникло современное научное познание, оказалось, что с помощью научных теорий время таких решений можно сократить в десятки и сотни раз. Необходимо лишь создать научную теорию, из которой по определенным правилам относительно быстро и просто можно получить неограниченное множество надежных следствий. Правда, само создание теорий требует больших усилий и дорого обходится обществу, которое вынуждено затрачивать огромные средства на подготовку ученых, дорогостоящее оборудование, сырье и эксперименты. Зато при этом выигрывается самое ценное -- время. Ведь необычайное ускорение технического прогресса, наблюдаемое сегодня, обязано быстрому внедрению все новых и новых научных открытий, которые делаются с нарастающей скоростью.

Каковы же способы создания научных теорий? Какую роль играет в этом процессе философия, в особенности теория и методология научного познания?

2. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ПОЗНАНИЯ

Один из героев знаменитого романа Жюля Верна «Дети капитана Гранта», рассеянный географ Жак Паганель, как-то поведал своим спутникам, что существует около ста способов приготавливать птичьи яйца. Конечно, не всегда один и тот же результат может быть достигнут несколькими, а тем более ста разными способами. И все же в обыденной жизни, в промышленном производстве или в научном эксперименте часто оказывается возможным решить одну и ту же задачу разными способами, разными действиями, операциями и процедурами. Выбор лучшего из них диктуется иногда экономическими соображениями, иногда техническими возможностями, иногда необходимостью решить задачу любой ценой в кратчайшее время. Во всех этих случаях специалистам приходится либо воспользоваться готовым, накопленным опытом, либо придумать, изобрести, создать новый способ деятельности, наиболее подходящий для данной задачи и условий ее решения. При этом для решения, например, вопросов о том, изготовлять ли данную деталь методом штамповки или методом резания металла, производить ли добычу руды открытым или закрытым способом и т. п., специалистам вовсе не обязательно обращаться к глубинам философского познания, к методологии или гносеологии. Для этих целей достаточно располагать опытом, конкретными техническими знаниями. Но существуют и такие задачи, которые по своей природе требуют универсальных методов и связаны с глубинными основами познания вообще и научного в частности. Здесь без философского и гносеологического анализа соответствующих методов обойтись просто невозможно, так как выбор и пригодность данного метода для решения познавательных задач зависят от того, насколько истинным будет полученное знание, насколько оно будет соответствовать общенаучным критериям.

В каждой конкретной ситуации, когда требуется измерить какую-либо величину, физик знает, какой способ измерений ему следует выбрать.

Биолог-генетик, занимающийся генной инженерией и стремящийся создать новые наследственные свойства организма, знает, какими ферментами, нуклеазами и в каком месте можно разорвать двойную спираль ДНК и с помощью каких других активных препаратов можно «склеить» из обрывков новые спирали этой молекулы. Во всех подобных ситуациях ученому достаточно овладеть лишь своей профессиональной информацией и теориями ближайших смежных дисциплин. Когда же речь идет с создании строгих и точных современных научных теорий, дело существенно меняется. Теорию нельзя построить с помощью электронного микроскопа, ферментов, ускорителей элементарных частиц и т. п. Для этого требуется знать логические правила и принципы построения теорий, гносеологические критерии истинности, методологические правила и установки, регулирующие отношения теории и ее предметной области и устанавливающие зависимость между теоретическим и эмпирическим познанием. Короче, в подобных ситуациях без философского анализа не обойтись. Подчеркивая это, Ф. Энгельс писал: «...всякому, кто занимается теоретическими вопросами, результаты современного естествознания навязываются с такой же принудительностью, с какой современные естествоиспытатели -- желают ли они этого или нет -- вынуждены приходить к общетеоретическим выводам».

Наряду с гигантским многообразием способов, которые различные науки используют для решения своих специальных задач, существуют и некоторые общие всем наукам процедуры и правила, регулирующие построение и выработку самого научного знания. Они и образуют универсальные методы. Важнейшие из них мы сейчас рассмотрим.

1. Метод восхождения от абстрактного к конкретному. Основные утверждения каждой теории, т. е. ее постулаты, принципы и аксиомы, образуют фундамент остальных выводимых из них знаний. Поэтому абстракции, включенные в такие утверждения, принято называть фундаментальными. Ясно, что достоинства научной теории во многом зависят от того, насколько правильно выработаны исходные, фундаментальные абстракции, насколько верно отображают они и связи между ними, глубинные связи изучаемых объектов. Изучение истории науки показывает, что научные абстракции отражают мир глубже, вернее и полнее, чем абстракции ненаучные. Как же отделить научные абстракции от ненаучных?

Прежде всего вспомним, что принципы, постулаты и аксиомы выражают исходные, наиболее универсальные и глубокие связи и отношения в исследуемой предметной области. Включенные в них понятия должны, следовательно, отражать очень немногие, но зато наиболее существенные, наиболее важные свойства и особенности объектов. В предельном случае такие понятия (абстракции) могут фиксировать всего одну их сторону или немногие отдельные их свойства. Такие свойства или сторона существенны в том смысле, что без них данные явления не могут существовать, функционировать и развиваться. Они образуют как бы основу явлений, а соответствующие им понятия представляют собой фундаментальные абстракции теории. Познавательная функция подобных абстракций состоит в том, что с их помощью формулируются основные законы науки, следствия из которых можно подтвердить или опровергнуть. В первом случае (т. е. в случае подтверждения) абстракции являются научными, правильными, во втором -- ложными, ненаучными.

По мере развития теории каждое новое понятие, вводимое для формулировки новых законов, для объяснения или предсказания новых явлений, включает в себя предшествующие, надстраивается над ними, связывается с ними. Такие новые понятия отражают уже не отдельные стороны предметов, а некоторые множества взаимосвязанных сторон, свойств и отношений. Их называют конкретными понятиями. Чем дальше развивается наука, тем конкретнее становятся ее понятия и тем точнее, полнее, всестороннее описывают и отражают они объективные явления и процессы. Подчеркивая глубокое диалектическое единство таких противоположных категорий, как «абстрактное» и «конкретное», К. Маркс писал: «Конкретное потому конкретно, что оно есть синтез многих определений, следовательно единство многообразного»'.

Следует различать конкретные понятия и конкретные вещи, ситуации, события и т. д. Конкретные вещь или событие -- это то, что непосредственно воспринимается нашими органами чувство всем многообразии своих проявлений и связей, непосредственно схватывается сознанием человека. Понятия же, даже самые конкретные, суть определенные знаковые конструкции, языковые выражения, отражающие данные явления или по крайней мере предназначенные для того, чтобы их отражать.

Итак, процесс научного познания всегда связан с переходом от предельно простых (в рамках данной теории) понятий к понятиям все более сложным -- конкретным. Поэтому процедуру построения понятий, все более точно и полно воспроизводящих изучаемые явления, называют методом восхождения от абстрактного к конкретному. Применительно к экономической теории XIX в. иллюстрацией этого метода является создание Марксом теории капиталистического производства. Маркс сначала сформулировал закон эквивалентного обмена, общий всем формам товарного производства. Исходными абстракциями были понятия «товар» и «стоимость»: товары обмениваются на основе эквивалентности, заключенной в них стоимости. Затем он разработал понятия «цена», «цена рабочей силы», «заработная плата», «прибавочная стоимость», «капитал», «прибыль» и др. Каждое последующее понятие этого ряда все более конкретно характеризовало капиталистическое производство, а все вместе они позволили установить управляющие этим производством законы.

Аналогично обстоит дело с построением понятий современной физики. Вначале выдвигаются, скажем, понятия «электрон» и «протон». Затем появляются понятия других частиц и различных физических полей. Далее конкретизируются понятия физических свойств этих частиц и полей, описываются их взаимодействие и взаимопревращение. При этом понятия «масса частицы», «квант действия», «магнитный момент», «спин», «странность», «четность» и т. д. как бы надстраиваются над более абстрактными понятиями предшествующих физических теорий, включают их в себя, а иногда коренным образом их переделывают.

Восхождение от абстрактного к конкретному -- общий метод, регулирующий логические последовательности построения научных теорий. Ученые пользуются им зачастую стихийно, не осознавая все его детали и возможности. Философские анализ и осмысление этого метода позволяют сделать его применение более эффективным, надежным и адекватным.

Любая научная теория до известной степени описывает свой объект. Это означает, что она позволяет сформулировать специфические для него законы функционирования и развития. Однако существуют и другие возможности описать тот или иной объект. Если бы мы, например, могли подробно, шаг за шагом описать историю возникновения капитализма, то мы бы тоже познали его сущность, его основные законы. В случае развития капитализма подробное историческое описание в принципе возможно, хотя на деле выполнить его очень трудно. История идет не по прямой линии, а зигзагами. В ней случаются миллионы событий, затемняющих, а иногда и прямо искажающих интересующий нас процесс.

Оказывается, что историческое описание возможно лишь тогда, когда интересующий нас объект -- в данном случае капитализм -- уже сложился в развитом виде. Только тогда его можно логически проанализировать и создать для него теорию с ее фундаментальными абстракциями, которые, как прожекторы, высвечивают в пестром переплетении событий, приходящих к нам из глубины веков, наиболее важные явления и процессы и устанавливают закономерности, определяющие последовательность развития последних.

Таким образом, восхождение от абстрактного к конкретному создает одновременно логический каркас для исторического исследования, выделяя наиболее важные узловые моменты в изучаемом объекте, развитие и становление которых должна описать история объекта. Вместе с тем исторический анализ подтверждает правильность выявленных в научной теории фундаментальных абстракций и закономерностей. В естествознании это особенно хорошо иллюстрирует история космологии. Пока астрономы рассматривали Вселенную как завершенный, готовый, раз и навсегда созданный объект, они даже не ставили вопроса о развитии этого объекта. Когда же накопленный эмпирический материал и развитие теории позволили взглянуть на Вселенную исторически, оказалось, что наиболее важные логические узлы астрономических теорий позволяют наилучшим образом организовать историческое описание, выделить наиболее важные моменты становления Вселенной. Из этого следует, что исторический и логический методы исследования не исключают, а взаимодополняют друг друга. Этим создается основа для установления единства в изучении развивающихся и функционирующих систем и для согласования теорий, описывающих системы с функциональной и историко-генетической точек зрения.

2. Метод моделирования и принцип системности. Одним из самых распространенных приемов в познавательной деятельности и особенно в научном исследовании является гносеологическое замещение. Процедура замещения состоит в следующем. Допустим, что необходимо изучить какой-то объект, который почему-либо недоступен непосредственному исследованию. Он может быть слишком сложен, слишком велик, находиться далеко от исследователя, может относиться к прошлому и т. д. Не исключено также, что интересующий нас объект еще не существует и его только предстоит создать. В подобных ситуациях прибегают к помощи другого объекта -- объекта-заместителя. Последний иногда находят в готовом виде (обезьяна макака-резус используется как заместитель человека), иногда специально создают (макет будущей ГЭС). Если, изучив строение, закономерности функционирования и развития объекта-заместителя, полученные таким образом знания можно перенести с известными поправками на исходный объект и использовать для его познания, то объект-заместитель называется моделью, а исходный объект -- прототипом. На чем же основан процесс моделирования?

Еще в глубокой древности люди заметили, что между разными явлениями, процессами и видами деятельности, даже относящимися к разным областям природы, общества и мышления, можно установить определенное сходство. Так, между человеком и его скульптурным портретом есть геометрическое сходство, или подобие, в остальных отношениях -- по материалу, цвету, способности двигаться и мыслить -- они существенно различаются. Напротив, человек и макака-резус внешне относительно мало похожи, зато состав их крови настолько сходен, что вместо крови людей можно исследовать кровь обезьян, а затем использовать результаты этого исследования применительно к человеку. Именно так, кстати, и был открыт резус-фактор человеческой крови.

В свете сказанного важно подчеркнуть, что объект-заместитель может очень сильно отличаться от прототипа во всех отношениях, кроме одного -- того, которое подлежит моделированию. Например, набор электрических сопротивлений может использоваться как основа для моделирования заводских проходных. Здесь, условно рассматривая силу тока как поток рабочих, напряжение тока как величину заторов и «пробок», образуемых в проходной в часы «пик», а диаметр проводника как пропускную способность проходной, можно создать электротехническую модель социального процесса, представляющего интерес для дирекции завода, желающей увеличить пропускную способность заводских проходных.

Использование чисто внешних механических или геометрических подобий или сходств моделей и прототипов представляет собой простейший случай моделирования. Но модели могут использоваться и для установления законов функционирования или развития, и для исследования структуры прототипов. Поэтому принято различать функциональные, динамические и структурные модели, а также их комбинации: функционально-динамические, функционально-структурные и т. д. Следует иметь в виду, что модели могут отличаться от прототипов не только по размерам, материалу, но и, так сказать, по самому способу своего бытия. Так, изучая все возможные виды взаимодействий сложной экологической системы (растений, животных, почвы, климата) в зоне проектируемой ирригационной системы, ученые могут осуществить следующие этапы исследования: 1) найти набор основных абстракций, отражающих важнейшие элементы и подсистемы сложного прототипа; 2) с помощью наблюдений и экспериментов выявить основные связи и взаимодействия между ними; 3) составить систему тематических уравнений, переменные величины которых вместе с их математическими связями и преобразованиями отображают, хотя бы и в упрощенном виде, выделенные абстракции и связи; 4) создать математическую программу для решения системы уравнений с помощью ЭВМ; 5) придавая различные количественные значения переменным в исходных уравнениях, получить в процессе их машинного решения новые числовые значения; 6) истолковать эти последние как характеристики будущего состояния изучаемой системы при различных состояниях и режимах работы гидроирригационных сооружений.

Здесь в качестве модели прототипа выступает система уравнений и процедура их решения. Модель оказывается математической, тогда как прототип -- это материальная система, охватывающая тысячи природных и технических элементов и подсистем.

В этом и другом сходных случаях нетрудно заметить глубокую связь между методом моделирования и принципом системности. Принцип системности заключается в утверждении не просто того, что все окружающие нас явления представляют собой более или менее сложные системы, а того, что изучение таких систем невозможно помимо соответствующих системных моделей. Такие модели оказываются чаще всего математическими и требуют для своего применения специальных программ и современных быстродействующих ЭВМ. Принцип системности гласит также, что главная задача системного моделирования состоит в том, чтобы правильно произвести упрощение сложного прототипа и построить наиболее простую доступную изучению модель. Она должна удовлетворять непременному условию: сохранять возможность обратного перехода к сложному системному прототипу, причем без потери существенной для его изучения информации.

Методы моделирования, как и типы моделей, в современной науке необычайно разнообразны. Общая же философская и методологическая проблема заключается здесь в достижении глубокого понимания взаимосвязей различных материальных и знаковых систем. В основе этого понимания лежат, как легко видеть, философские принципы единства в многообразном, единства и взаимосвязи противоположностей.

3. Эксперимент и наблюдение. Характерной чертой естествознания в период его возникновения в странах Древнего Востока и в Древней Греции было то, что оно опиралось на пассивное наблюдение, созерцание. Созерцания древних натурфилософов отличались от наблюдений, которые люди делают в повседневной практической жизни, разве что только большей проницательностью. Вершиной этого естествознания стало построение первых систематических сводов естественнонаучного знания. Наиболее полным таким сводом была система Аристотеля. Таким образом, в период первоначальных классификации и систематизации накопленных человечеством сведений о животных, растениях, минералах, небесных явлениях и т. д. основной формой познания внешнего мира служило умозрение, спекулятивное (от лат. speculatio -- выслеживание, высматривание) отношение к природе. Древние мыслители часто придумывали довольно сложные гипотезы для объяснения тех или иных явлений природы, но они не проверяли свои построения на практике, с помощью экспериментов. Почему так? Дело в том, что народы древности, в том числе и греки, обожествляли природу. Даже сама мысль о возможности видоизменения природы, экспериментирования с ней не могла прийти им в голову. Как же тогда возникало современное экспериментальное естествознание?

Возникновение современного естествознания было подготовлено тремя основными факторами. Во-первых, в средневековой Европе начиная с XIV в. ускоренными темпами стали развиваться производительные силы, прежде всего техника. Создание новых механизмов, машин, инструментов, приборов \л технических усовершенствований обусловило возможность проведения смелых и неожиданных экспериментов. Вторым фактором было влияние античных и восточных (прежде всего арабских) философских учений о взаимопревращении веществ природы. В частности, возникла алхимия, стремившаяся обнаружить таинственный «философский камень» (особый магический набор рецептов), с помощью которого можно было бы превратить любую вещь в золото. В поисках «философского камня» алхимики поставили тысячи опытов, что постепенно подготовило возникновение экспериментальной химии. Третьим фактором оказалось христианское мировоззрение. На первый взгляд это может показаться странным, так как религия и наука нередко конфликтовали. Церковь не раз выступала против крупнейших научных открытий. Но не следует забывать, что христианство резко противопоставляло духовное начало -- бога-творца -- неодушевленной, сотворенной им природе. Этим как бы снимался запрет экспериментировать с природой, которая сама есть не божество, а только результат божественного творения. Так по законам диалектического отрицания христианство подготовило торжество своего непримиримого противника -- экспериментального естествознания.

В чем же заключается особенность экспериментальных методов естествознания? Эксперимент в современном смысле слова представляет собой особый вид предметно-практической деятельности. В ходе этой деятельности исследователь (субъект познания) искусственно изолирует интересующие его характеристики исследуемой им системы (объекта познания) и изучает их зависимости от других таких характеристик. Обычно для этого используются специальные инструменты и приборы. На протяжении XVII--XIX вв. таковыми служили относительно недорогие приспособления, которые могли изготовить либо сами ученые, либо их помощники и ремесленники. В наши дни экспериментальные приборы и средства наблюдения -- электронные микроскопы, радиотелескопы, ускорители элементарных частиц, атомные реакторы, глубоководные батискафы, автоматические искусственные спутники -- изготавливаются на ряде огромных промышленных предприятий и обходятся очень дорого. Для их обслуживания и проведения экспериментов требуются согласованные усилия сотен или даже тысяч людей. Эта сторона деле существенна, однако, прежде всего для понимания экономики и социологии науки. С гносеологической же точки зрения важно другое.

Классическое естествознание (XVII --конец XIX в.) исходило из того, что взаимодействие прибора и объекта познания не меняет объективных характеристик последнего, хотя и может их выделить, так сказать, «в чистом виде». Классическая механика, например, считала, что масса тела не зависит от скорости, которую может придать телу исследователь. Действительно, заметить различия в массе стоящего или плывущего парохода, покоящегося или падающего на землю камня невозможно. Однако специальная теория относительности открыла, что при скоростях, приближающихся к скорости света, масса движущегося тела возрастает, являясь функцией скорости. Поэтому такая экспериментальная установка, какой является, например, ускоритель, может оказать существенное воздействие на характеристики объекта познания. Учет воздействия прибора на объект особенно важен для экспериментов с внутриатомными процессами и элементарными частицами. Принцип неопределенности Гейзенберга утверждает, что произведение приращения координаты частицы на приращение ее импульса ни при каких условиях не может быть меньше определенной величины, пропорциональной квантовой постоянной Планка. Из этого следует, что с помощью приборов можно измерить сколь угодно точно для данного момента времени либо только координату частицы, либо только ее импульс. Обе эти величины одновременно не могут быть измерены с любой точностью -- взаимодействие частицы с прибором в каждом случае видоизменяет одну из этих величин.

Субъективные идеалисты нередко представляли этот факт как свидетельство того, что субъект может изменять состояние объекта по своему произволу. Отсюда они заключали, что нельзя узнать, каков объект сам по себе, т. е. вне его взаимодействия с субъектом и прибором. Верно ли это рассуждение? Не первый взгляд оно кажется вполне справедливым. В действительности же оно опирается на методологические предрассудки классического естествознания.

Как мы отметили, раньше считалось, что ученый должен изучать свой объект, так сказать, «в чистом виде», изолируя его от всех внешних влияний и взаимодействий, а также от его собственного влияния на прибор. Такой подход крайне облегчал и упрощал процедуры экспериментирования и наблюдения. До поры до времени он был оправдан, ибо позволял выделить и изучить простейшие исходные связи и свойства предметов. Но затем наступила эпоха исследования более сложных и не всегда доступных непосредственному наблюдению объектов: атомов, элементарных частиц, квантовых физических полей, отдаленных космических тел, вирусов, различных живых организмов в их жизнедеятельности и т. п. Короче, наступила эпоха изучения объектов в их взаимодействиях, в развитии. В этой связи важнейшим методологическим достижением современной науки стало понимание того, что исследователь, взаимодействуя с объектом и видоизменяя его, не только не искажает объективные характеристики явлений и процессов, а, напротив, глубже проникает в них. Здесь методы научного экспериментирования сомкнулись с методами моделирования и принципом системности. Субъект и объект познания стали рассматриваться в системе, а не как изолированные сущности, действующие друг на друга через приборы так, что сам объект остается неизменным. Субъект, объект и приборная установка предстали как взаимодействующие подсистемы единого познавательного процесса. Изменяя условия их взаимодействия, дополняя и корректируя получаемые при этом результаты, современные ученые обретают возможность создавать теории, учитывающие различные виды взаимодействий и раскрывающие динамику изучаемых явлений. Это позволяет глубже познать мир, сделав в этом познании новый, по сравнению с классическим естествознанием, шаг вперед.

Активное взаимодействие субъекта, экспериментальной установки и объекта познания -- принципиально новая черта современных научных исследований. Она обнаруживается не только в физике, химии и биологии, но и в социологии, экономике, психологии, антропологии и других науках, где вовсе не обязательно использование особых сверхмощных экспериментальных установок. На протяжении тысячелетий пассивные наблюдения за животными, в том числе высшими, утверждали мнение о том, что животные не обладают мышлением, языком, творческими способностями и, следовательно, психикой. Это мнение всячески поддерживалось христианским вероучением, согласно которому бог наделил душой лишь человека. Первую брешь здесь пробил Ч. Дарвин, доказавший, что люди произошли от животных -- высших человекообразных приматов. В течение последних двух десятилетий ученые перешли от пассивного наблюдения животных к активному вторжению в их психическую жизнь. Правда, все попытки научить говорить с помощью звуковой речи, например, обезьян оказались безуспешными. Но в 60--70-х гг., как уже сообщалось, несколько шимпанзе удалось научить разговаривать на языке жестов, которым пользуются глухонемые. Некоторые из этих обезьян выучили до полутораста и более слов и даже научились строить из них грамматически осмысленные фразы, соответствующие их настроениям и окружающей обстановке. Так, шимпанзе, боявшийся собаки, увидев огромного пса, бегущего за автомобилем, в котором его вывезли на прогулку, просигналил жестами: «собака, уходи». Другой шимпанзе, увидев в окно, что любимая хозяйка собирается сесть в машину и уехать, просигналил: «я плакать». Все это свидетельствует о возможности с помощью глубоко продуманных экспериментов изучить скрытые от нас прежде особенности психики и мыслительной деятельности животных и вместе с тем лучше понять законы развития человека и его мышления.

Во всех современных науках активное экспериментальное вмешательство в функционирование изучаемых объектов и процессов приобретает все большее значение. Это дает основание утверждать, что человек как субъект познания, планирующий эксперимент, определяющий его цель, интерпретирующий и применяющий его результаты для дальнейшего познания и практической деятельности, играет все более важную роль в структуре научного познания.

Анализ этой роли и глубинное понимание активизации субъективного фактора -- важнейшая задача марксистской теории познания и методологии науки.

3. МАТЕМАТИЗАЦИЯ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ

Одна из черт современной науки -- ее усиленная математизация. Однако не следует думать, что применение математики в научных исследованиях -- это совершенно новое, возникшее только в XX в. явление. К. Маркс, как уже отмечалось, еще в прошлом веке писал, что наука достигает совершенства только тогда, когда она использует математику. Математику применяли для решения практических и научных задач уже в глубокой древности. Жрецы Древнего Вавилона использовали ее для вычисления площадей земельных участков, финансовых счетов и т. п. Без использования элементарных арифметических и геометрических представлений нельзя было бы построить такие гигантские сооружения, как египетские пирамиды. Довольно сложные механические и геометрические задачи решали с помощью математики древние греки. Методы приближенного математического вычисления и геометрические построения использовали в своих астрономических системах Птолемей и Коперник. Изобретение новых символов для обозначения переменных величин и аналитической геометрии (Декарт), создание дифференциального и интегрального исчисления (Ньютон и Лейбниц) превратили математику в мощное орудие построения и развития физических теорий. В своем первоначальном виде, в трудах Галилея, Ньютона, Гюйгенса и других ученых, физика выступает именно как математическая физика. Ее законы формулируются в виде алгебраических и дифференциальных уравнений, а математические вычисления наряду с экспериментами и наблюдениями становятся важнейшим средством развития научных знаний. Так продолжается вплоть до начала нашего столетия. Естественнонаучные, прежде всего физические, теории получают признание лишь тогда, когда они обретают безупречную математическую форму. Но почему дело обстоит именно так? Прежде всего потому, что математика -- это строгая, доказательная и очень точная дисциплина. Если свойства физических объектов можно обозначить через переменные величины, а связи и взаимодействия физических явлений и процессов описать с помощью уравнений, то процесс исследования крайне упрощается. Произведя нужные вычисления и решив уравнение, физик может истолковать, или, как еще говорят, интерпретировать (от лат. inferprerafio -- истолкование, разъяснение чего-либо), полученные результаты в терминах экспериментов и наблюдений. Иными словами, эти результаты он сопоставляет с показаниями измерительных приборов и решает на этом основании, существует ли между ними соответствие. Если такое соответствие имеется, гипотезы и теории оказываются подтвержденными, если его нет -- опровергнутыми. Что же нового в сравнении с этой классической процедурой видим мы в математизации современной науки? Есть ли здесь особые познавательные проблемы?

Первая особенность связана с тем, что в настоящее время математические методы построения и развития теорий, а также вычислительная математика широко применяются не только в физике и в технических науках, но и во всех отраслях естествознания и во многих общественных науках. В XVII--XIX вв. задача построения математических структур состояла в том, чтобы «увязать» в единой системе уравнений относительно простые научные абстракции, модели и теории. Сама математика была в то время довольно простой и прозрачной дисциплиной. Затем создание неевклидовых геометрий, теории множеств, теории вероятностей и других видов математических исчислений, в том числе и прикладных, значительно расширило способность математики отражать более сложные связи и зависимости в явлениях объективного мира. В итоге быстрое развитие наук, требовавших математической строгости, т. е. высокой точности, четкости и ясности, с одной стороны, и бурный рост самой математики, усиленная разработка математического инструментария, пригодного для удовлетворения потребностей естественных, общественных и технических наук,-- с другой, привели к тому, что с середины XX в. математизация науки стала универсальным явлением.

Вторая особенность связана с тем, что современное естествознание-- особенно физика и астрономия--сталкивается в отличие от классической науки с объектами и процессами, которые нельзя представить и описать наглядно. Наши органы чувств и связанные с ними механизмы образного мышления на протяжении всей эволюции человека приспосабливались к восприятию окружающих предметов, с которыми люди практически имели дело. Естественно, что они оказались непригодными для восприятия микрообъектов, и микропроцессов, как и многих космических объектов. Слова «элементарная частица», «электромагнитная волна» или «черная дыра» не должны вводить нас в заблуждение. Сотни элементарных частиц, различные поля, гигантские космические образования, с которыми имеют дело современные физика и астрономия, совсем не похожи на какие-либо наглядные частички и волны вроде песчинок и морских волн или на неосвещенный вход в пещеру. Эти слова означают лишь, что обозначенные ими объекты ведут себя так, как если бы они обладали свойствами частиц и волн или поглощали электромагнитное излучение (в случае «черной дыры»). Точнее будет сказать, что их движения и физические особенности хорошо описываются особыми математическими уравнениями, например уравнениями волновыми или уравнениями квантового поля. Потеря наглядности была воспринята некоторыми физиками как своего рода катастрофа и нередко вынуждала их отрицать познаваемость мира.

Однако быть наглядным и быть познаваемым не одно и то же. Очень многие явления не только в физике, но и в общественных науках нельзя представить наглядно. Нельзя, например, увидеть, услышать, понюхать или потрогать общественные отношения, социально-экономические формации, глубинные грамматические структуры и т. п. О многих объективных явлениях, о которых мы можем судить только на основании показаний приборов, что-то еще можно сказать лишь на языке математики. Поэтому математизация целого ряда наук служит теперь не только упрощению, облегчению наших усилий по построению теории, не только средством, позволяющим до поры до времени рассуждать, не прибегая к дорогостоящим экспериментам, но и единственно возможным способом вообще что-либо сказать об изучаемых явлениях и процессах. Это значит, что для многих отраслей науки математика является теоретическим языком.

Математизация науки, конечно, может привести к своего рода математическому идеализму, когда математические конструкции заслоняют от исследователя объективную реальность, а чисто формальные преобразования становятся чем-то самодовлеющим. Однако наука вырабатывает противоядие против отрыва математических средств выражения знаний от системы материальных объектов. Чтобы решить, какие именно математические структуры являются истинными выражениями законов науки, мы, как и в классическом естествознании, должны получить следствия из исходных уравнений и затем, интерпретировав их с помощью наглядных описаний, проверить их на практике с помощью наблюдений и экспериментов. Отличие современных математизированных теорий от большинства классических заключается в том, что уравнения первых непосредственно такой интерпретации не поддаются.

Третья особенность современной математизации связана с тем, что ныне естественные, общественные и технические науки все чаще обращаются к изучению сверхсложных систем, насчитывающих миллиарды элементов, подсистем и связей. Человеческий мозг, несмотря на все его колоссальные творческие возможности, обычно не в состоянии обеспечить необходимую скорость и безошибочность при рассмотрении одновременного взаимодействия всех этих элементов и подсистем. К тому же ни один исследователь не может обеспечить необходимого объема памяти и непрерывного анализа поступающих данных на протяжении десятков, а иногда и сотен часов. Для решения задач, возникающих в системных исследованиях, связанных со сложными научными экспериментами, управлением гигантскими промышленными предприятиями и т. п., приходится использовать быстродействующие ЭВМ. Успех их использования зависит не только от их технического совершенства, но и от качества математических программ, с помощью которых вводится, обрабатывается и выводится информация и которые управляют работой вычислительных устройств. Таким образом, математическое программирование -- один из самых современных разделов математики -- становится в определенное отношение к теории познания, ибо от качества программ и их надежности зависит познавательная ценность получаемой на ЭВМ информации.

Четвертая особенность состоит в том, что к математике приходится прибегать не только при исследовании объектов научного знания, но и все чаще для описания и изучения самого научного знания. Последние процедуры связаны с так называемой проблемой формализации знания.

Вспомним, что правильно построенная научная теория представляет собой систему высказываний, выражающих законы и понятия науки. Высказывания формулируются в языке. Язык не обязательно рассматривать как привычный, естественный язык, которым мы пользуемся в повседневной жизни. В качестве языка может употребляться особая знаковая система, отвечающая ряду требований. Она должна обладать словарем, т. е. набором символов или знаковых комбинаций, которые обозначают