Структура научного знания

РЕФЕРАТ.

Тема: "Структура научного знания."

.

СТРУКТУРА НАУЧНОГО ЗНАНИЯ

Что представляет собой научное знание? Какова его структура?

Дл я того чтобы ответить на эти вопросы, необходимо прежде всего обратить внимание на то, что научное знание — это сложная система с весьма разветвленн ой иерархией структурных уровней.

Дл я решения нашей задачи вычленим три уровня в структуре научного знания:

- локальное знание, которое в любой научн ой области соотносится с теорией;

- знания, составляющие целую научную область;

- знания, представляющие всю науку.

ЭМПИРИЧЕСКИЙ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ УРОВНИ ЗНАНИЯ

Рассмотрим вопросы, связанные со структурой локальной области знания.

Очевидно, что здесь можно выделить по крайней мере два уровня:

уровень эмпирических знаний и уровень теоретических знаний.

На конкретном примере — механике — выясним, что представляют собой уровни эмпирического и теоретического знания.

Эмпирия здесь связана с наблюдениями и экспериментами над механическими перемещёниями твердых тел или жидкостей. Совокупность эмпирических данных дают нам также астрономические наблюдения за перемещениями небесных тел — и это очень важные знания, на которые опирается механика. В свое время Пуанкаре говорил, что самое большое благо, которое принесла астрономия человечеству, заключается в том, что, глядя на небо, люди поняли, что все в мире подчиняется законам и что перемещение небесных тел — это самое очевидное проявление закономерности окружающей нас действительности .

Дл я знаний, полученных на эмпирическом уровне, характерно то, что они являются результатом непосредственного контакта с живой реальностью в наблюдении или эксперименте. На этом уровне мы получаем знания об определенных событиях, выявляем свойства интересующих нас объектов или процессов, фиксируем отношения и, наконец, устанавливаем эмпирические закономерности.

Над эмпирическим уровнем науки всегда надстраивается теоретический уровень.

Теория, представляющая этот уровень, строится с явной направленностью на объ яснение объективной реальности (главная задача теории заключается в том, чтобы описать, систематизировать и объяснить все множество данных эмпирического уровня).

Однако теория строится таким образом, что она описывает непосредственно н е окружающую действительность, а идеальные объ екты.

Механика, например, описывает не реальные процессы, с которыми человек непосредственно имеет дело в действительности, а относящиеся к идеальным объектам, например материальным точкам.

Идеальные объекты в отличие от реальных характеризуются не бесконечным, а вполне определенным числом свойств. Материальные точки, с которыми имеет дело механика, обладают очень небольшим числом свойств, а именно массой и возможностью находиться в пространстве и времени.

Таким образом, идеальный объект строится так, что он полностью интеллектуально контрол ируется.

В теории задаются не только идеальные объекты, но и взаимоот ношения между ними, которые описываются законами. Кроме того, из первичных идеальных объектов можно конструировать производные объ екты.

В итоге теория, которая описывает свойства идеальных объектов, взаимоотношения между ними, а также свойства конструкций, образован ных из первичных идеальных объектов, способ на описать все то многообразие данных, с которыми ученый сталкивается на эмпиричес ком уровне.

Происходит это следующим образом: из исходных идеальных объектов строится некоторая теоретическая модель данного конкретного явления и предполагается, что эта модель в существенных своих сторонах, в определенных отношениях соответствует тому, что есть в действитель-ности.

Уточним теперь наши представления о теоретическом уровне знания. Важно иметь в виду, что этот уровень знания обычно расчленяется на две существенные части, представляемые фундаментальными теориями и

теориями, которые описывают конкретную (достаточно большую) область реальности, базируясь на фундаментальных теориях.

Так, механика описывает материальные точки и взаимоотношения между ними, а на основе ее принципов далее строят различные конкретные теории, описывающие те или иные области реальности.

Для описания поведения, например, н ебесных тел строится небесная механика. При этом Солнце представляет собой центральное тело, обладающее большой массой, а планеты — тела движущиеся вокруг этого ц ентрального тела по закон ам механики и по закону всеми рного тяготения.

Эта конкретная модель строи тся из материальн ых точек и рассчитывается исходя из принципов механики. Таким же образом — на базе механики — строятся и другие конкретные теории: тв ердого тела, жидкости и т.д. Часто при построении таки х теорий удается обойтись только принципами механики, однако при построении, например, теории тепловых явлени й в конце концов выясняется, что принципо в и законов механики недостаточно, что нужны еще вероятности, представлени я.

Важно еще раз отметить, что в теории мы всегда имеем дело с идеальн ым объектом: в фундаментальных теориях — с наи более абстрактным и деальным объектом, а в теориях второго поколения — определенными прои зводн ыми от этих идеальных объектов, на основе которых конструируются модели конкретн ых явлений действительности.

Роль теории в науке определяется тем, что в ней мы имеем дело с интеллектуальн о контролируемым объектом, в то время как на эмп ирическом уровне с реальным объектом, о бл адающим беск онечным кол ичеством свойств и интелл ектуальн о не кон тро лируемым. .

Поскольку в теории мы имеем дело с интеллектуально контролируемым объектом, то мы можем оп исать теоретический объект как угодно детально и п олучи ть в принцип е сколь угодно далекие следствия из теоретических п редставлений. Коль скоро наши исходные абстракции верны, мы можем

быть уверен ы, что и следствия из них будут верны. Сила теории состоит в том, что она может развиваться как бы сама по с ебе, без прямого контакта с действительностью. Естественно, что и сходные принци пы должны соотноситься с действительностью.

Итак, в ст руктуре научного знания выделяются два существе нно различных, но взаимосвязанных уровня: эмпирический и теоретический

Но чтобы адекватно описать локальную область знания, этих двух у ровней оказывается недостаточно. Необходимо выделить часто не фиксируемый, но очень существенный уровень структуры научного зн ани я — уров ень философских предпосылок, содержащий общие п ре дставления о действительности и п роцессе познания, выраженные в с истеме философских понятии.

ФИЛОСОФСКИЕ ОСНОВАНИЯ НАУКИ

Рассмотрим область явлений микромира, которая изучается квант ов ой механикой, и определим, в каких аспектах ученый имеет здесь де ло с фи лософскими предпосылками.

- Квантовая механика опирается на определенн ую совокупность эмпирических данных, получаемых при изучении микропроцессов с п омощью различных приборов: счетчиков Гейгера, камеры Вильсона, (ф отоэмульсии и т.д.

- Теория — квантовая механика — не только опи сывает данные эмпирического уровня, по и может п редсказывать результаты определенных событий в этой области.

Однако более внимательный анализ показывает, что этим опи сание данной

области науки не исчерпывается. Оказывается, что существеннейшую роль в квантовой механике играет истолкование ее аппарата с точки зрения определенных представлений о реальности и процессе ее позн ани я.

Всем известна колоссальная по широте и глубине обсуждаемых проблем дискуссия, которая развернулась вокруг проблем квантовой механики между двумя направлениями, видн ейшими представителями которых были Эйнштейн и Бор. Ее суть состояла в том, как соотнести аппарат кван товой механи ки с окружающим нас миром.

Из всего комплекса обсуждавшихся проблем рассмотрим лишь одну связанную с истолкован ием пси-функци и. Эта функция входит в основное уравнени е кван товой механики — уравнение Шрёдингера, которое опи сывает поведение микрообъектов. Оказывается, что пси-функция дает ли шь вероятностные предсказания, и поэ тому остро встает вопрос о том, какова сущность этой в ероятности.

- Эйнштейн считал, что вероятностн ый характер п редсказаний в квантовой механ ике обусловлен тем, что квантовая механи ка неполна.

Сама действи тельность полностью детерминистична, в ней все определен о, все принципиально — вплоть до деталей — предсказуемо, а квантовая механика опирается на неполную информацию о действительности, поэтому она дает вероятностные предсказания.

Представим себе, что мы подбрасываем мон ету и она упала на орла. Мы говорим, что вероятность выпадения мон еты на орла равняется 1/2. Каковы основания для этого вероятн остн ого суждения? Поведен ие монеты объективно вероятностно, или мы просто не полностью знаем все детали того процесса, которые приводят к этому результату?

В классической физике эту ситуацию обычно рассматривают таким образом: поскольку все в мире однозначно предопределено, то, если бы мы точно учли все детали: распределение массы монеты, точку приложения силы, величину импульса, с какими молекулами воздуха и как будет взаимодействовать монета при движении и т.д., мы могли бы высказать аподиктическое, а не вероятностное суждение о том, как упадет монета.

Таким образом, с этой точки зрения в природе отсутствуют вероятностные процессы, а наши вероятностные сужден ия связаны с тем, что мы не имеем по лной информации о действител ьности.

Эйнштейн полагал, что так же обстоит дело и с квантовомеханическими явлениями. Следует обратить внимание на то, что истолкование Эйнштейном аппарата квантовой механи ки базируется:

- во-первых, на определенных представ лениях о действительности . согласно которым в мире все однозначно детерминировано,

- во-вторых, на п редставлениях о характере научной теории: теория, в которой есть вероятн ость, неп олна, но неп олные теории имеют право на сущ ествование.

- Бор предложил другой вари ан т и сто лкования этой же ситуаци и.

Он утверждал, что квантовая меха ника полн а и отражает принципиально неустранимую вероятность, характерную для нашего п остижения микромира.

Эта точка зрени я совершенно противоположна точке зрения Эйнштейна и в плане представлений о ми ре и в п лане п редставлений о Гносеологи ческом статусе вероятностной теории.

Очевидно, что, вычленяя в структуре локального научного знан ия только два уровня — эмпирический и теоретический, - н евозможно истолковать научную теорию как знание.

С этих позиций ее в лучшем случае можно истолковать лишь как аппарат опи сания и предсказания э мпирических данных. Однако такая позиция никогда н е устраивала ученых.

Ученые ник огда на этом не останавливаю тся, ст ремясь истолковать науку не только как описание непосредственно наблюдаемых явлени й, но и как отр ажение объе кти вной реальн ости , которая лежит з а явлениями, за наблюдаемым. В рассмотренном случае и у Эйн штейна и у Б ора отч етливо видна эта тенден ция, выразившаяся в построени и определен ных интерпретаций квантовой механики с пози ци й различных философских представ лений.

Обрати м внимание на то, что в науку теория может войти в таком виде, в каком он а не представ ляет собой знания в полном смысле эт ого слова. Она уже фун кц ионирует как опред еленны й орга низ м, уже описывает эмпи рическую д ействительность, но в знани е в полном смысле она превращается ли шь тогда, когда все ее пон ятия полз ают он тологическую и гносеологи ческу ю интерпретацию.

Итак, в науке существует уров ень философских предпосылок. Ясно, что в зависимости от того, с какой наукой и какой теорией мы имеем дело, философские осн овани я выявляют себя в большей или меньшей степени. В кв антовой механике он и очевидны. Здесь до сих пор и дут острейшие сп оры по проблемам интерпретаци и ее математического аппарата и п о сей день отсутству ет п озици я, которая п римирила бы спорящие сторон ы. Аналогичные при меры можно легко обнаружи ть и в други х науках.

Сколько бурных философских дискуссий выз вали учение об эволюции живой при роды или гене тика!

А какими интеллектуальными баталиями с опровожд алос ь освоение идей структурализ ма в лингвисти ке, литературоведении и искусствоведении !

Что представляют собой математические объекты, можно ли всю математику построить н а основе теори и множеств, воз можно ли доказательство непротиворечивости математики , как объяснить невероятн ую приложимость математических построений к областям реальности, которые совершенно не похожи на мир непосредственно доступный нашему восп риятию? Обсуждение такого рода вопросов привлекало и привлекает внимание многих математиков и философов.

Вместе с тем, как свидетельствуют факты, в науке сущ ест вует немало теорий, которые не вызывают каких-либо споров но поводу их философских оснований.

Это связано с тем. что они базируются на фи лосо фских представлениях, близких к общеприн ятым, и п оэ тому не подвергаются рефлексии: они не выступают предметом специ альною анализа. а воспринимаются как нечто само собой разумеющееся.

Обратим вниман ие теп ерь на то, что и эмпирическое знание находи тся в зависимости от определенных философски х представлений. В самом деле, рассмотрим эмпирический уровень н ауки .

Очевидно, что в любом наблюдении или эксперименте ученый исходит из того, что реальные объекты и явления, с которыми он сталкивается, причинно обусловлены. Мы в данном случае отвлекае мся от природы причинно-следственных связей, которые могут быть весьма сложны, как, например, в микромире, рассматривая эмпирические знания, с которыми имеет дело больш инство наук.

- В этом случае ученый всегда исходит из того, что все hmcci свою причину. Если, например, результат экспери мента нс повторяется, он ищет причи ну этою неповторения.

- Как известно, результаты эксперимента требуют обязательной статистической обработки. Без этого они не могут быть научными и не могут быть оп убликованы. Это требовани е вытека ет и з представлений о том. какую роль в экспери ментальных результатах играют ошибки измерени я.

- Далее статья с результатами эмпирических исследований публикуется спустя некоторое время после проведения эксперимента. Здесь очевидно предположение, что эксперимент и меет з начимость не только в дан ный момент времени, что те закономерности, которые фи ксируются на эмпирическом уровне, устойчи вы, неизменны, если, конечно, речь не иде т о какой-ли бо особой ситуац ии, напри мер о быстроменяющейся соци альной области , где эта динамика специально учитывается.

Таким образом, на эмпири ческом уровне з нания существует определенная совокупность общих представлений об окружающем нас мире.

Эти представления настолько очевидны, что мы не делаем их предметом специального исследования. Они просто передаются из поколения в поколение как традиция.

Но они существуют и рано или п оздно меняются и на эмпирическом уровне.

Оказывается, что уровень фи лософских предпосылок связан со стилем мыш ления определенной исторической эпохи. Например, для науки XVIII в. было характерно представление о научной теории как зеркальном отражении объективной реальности, дающем полную картину данн ой области действительности.

Когда-то Лагранж говорил, что Ньютон не только великий человек, но и один из самых счастливых людей в мире, потому что теорию Солнечной системы можно построить только один раз.

Мы знаем, что ее уже не раз перестраивали после Ньютона, но раньше считалось, что коль скоро научная теори я построена, то она дает адекватное знание в своей предметной области.

Кроме того, счи талось, что в самом мире нет никакой вероятности, поэтому и теория принципиально не может содержать в себе вероятности. Это была очень важная методологическая установка, которая во многом определяла стиль научного мышлен ия того времени. С этой позиции смотрели на любую область действительности.

Например, при построении теории социальных явлений за образец брали небесную механику и пытались выдвинуть основные принци пы (свободы, братства, равенства и т.д.), с помощью которых можн о было бы описать любое соц иальное явление так же, как с помощью п ри нцип ов механи ки, всемирн ого тяготе ни я можно объяснить небесные явлени я.

Ясно, что в XX в. с иту ация меняе тся. Мы теперь склонны п ридавать большее з начение скорее вероятностным теори ям, чем выраж ающи м однозначный детерминиз м.

Итак, су ществу ет совокупность фи ло софски х п редставлений, которые пронизыва ют и эмпирический и т еорети ческ ий уровни науч ного знани я.

Обращая внимание на значение фи лос офи и для научного познания, Л.Бриллюэн п исал, что "ученые вс егда работаю т на основе некоторых фи лософски х п редп осылок и , хотя мног ие из них могу т не соз навать э того, эти предпосылки в действительности in определяют и х общую п озицию в исследовании".

"Наука,— отмечал А. Эйнштейн,— без теории познания (насколько это вообще мыслимо) станови тся примитивно й и п ут аной".

ВЗА ИМОСВЯЗЬ РАЗЛИЧ НЫХ УРОВНЕЙ ЗНАНИ Я

Обр атим п режд е всею внимание на то, ч то эмпирическ ий и теоретическ ий уровни орг ан ичес ки связ аны между собой:

- Теоретическ ий уровень существу ет не сам по себе, а опи рается на данные э мп ирическ ого уровня, в этом смысле связь теории и эмпи рии очеви дна,

- но существует то, что и э мп ирическое знание оказывается несвободным от теоретических п редс тавлений, оно обязательно погружено б определенный теоретический контекст.

Рассмотрим область микроявлений, где совокупность эмпи рических данных даю т разл ичные приборы. Эти дан ные п редставляют собой. например, определенные траектории на фот обумаге, которые показывают нам, как взаи модействуют частицы и т.д. Но, конечно, совокупность эмпирическ их данных является определенн ым зн ани ем о действительности ли шь тогда, когда эти данные истолковываются с позиций оп ределен ных теоретичес ких представлений.

Так, н апример, на фотографии, сде ланно й в магнитн ом поле, мы види м определенные спиральн ые линии . Зная, что в магнитн ом поле. заряженные части цы дви жутся по спирали, прячем электрон ы в одну сторону, а пози троны в дру гу ю, мы сч итае м, что на фотог рафи и и зображено движен ие электрона или позитрона.

Если мы не и меем определенных теоретических представлений, то, конечно, щелчки счетчика Гейгера или траектории в камерах Вильсона нам ничего не говорят о ми кромире.

На эмпи ри ческом уровн е необхо дима интерпретация работы приборов, осуще ствляемая в рамках мех ани ки , термодинамики , э лектроди намики и других теорий. Это зн ачит, что эмпи ри ческий уровень научных зн аний обязательно включает в себя то и ли иное теоретическое истолкование действительности.

Очен ь существенно, что эмп ири ческий уровень знания п ог ружается в такие теорети ческие представления, которые яв ляются непробле-матизируемыми. Например, когда мы пытаемся обосновать эмпирически квантовую механику, то экспериментальные дан ные, исп ользуемые при этом, оказываются нагруженными не квантовомеханическими, а классическими представлениями, которые в данн ом случае мы не ставим под сомнение. Мы п роверяем эмпирией бо лее высокий уровень теоретических построений, чем тот, который содержится в ней самой. Отсюда фун даментальное знач ение экспери мента как критерия


10-09-2015, 22:33