Философия науки

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

УДК 530.12

Кулигин В.А., Кулигина Г.А., Корнева М.В.

ФИЛОСОФИЯ НАУКИ

Abstract: Пересматривается основной вопрос философии. Главная проблема философии – проблема объективной истины. Показано, что теория познания позволяет сформулировать критериальную систему для оценки научной теории на объективность. Даны примеры гносеологических ошибок. Ставится вопрос о преодолении догматизма в физике и философии.

Ключевые слова: новая теория познания, материализм, диалектика, научная истина, критерии истины, догматизм, логика, причинность.

Для ссылок:

Эта статья под заглавием “Физика и философия физики” депонирована в ВИНИТИ

26.03.2001 № 729 – В 2001.

Объем 50 м.п. стр.

ВОРОНЕЖ

Часть 1. Философские категории и физические термины

Введение

Рассматривая проблемы фундаментальных физических теорий, нам пришлось изучить и проанализировать более 300 книг и статей по филосо­фии естествознания. Это была достаточно трудная работа. Причины в том, что некоторые философские иссле­дования “растекаются мыслью по древу”. Концы мыслей теряются в тонких ветвях за плотной листвой цитат и рассу­ждений. В других работах авторы совершают титаническую работу по исто­рическому анализу, приводя и сопоставляя многочислен­ные точки зрения, и это только ради того, чтобы обосновать общеизвестное положение. Цити­рование не есть доказательство. Оно является иллюстрацией. В этой статье мы хотели избежать упомянутых недостатков, руководствуясь фи­лософским поло­жением: “истина всегда конкретна”.

1. 1 Конкретность научной истины

Давно уже существует философский тезис: ”Научная истина всегда конкретна”. Этот тезис имеет два аспекта.

Первый аспект. Конкретность научной истины означает, что любая гипотеза или научная теория, любое определение научных терминов (част­но-научных категорий) всегда имеют пределы своей применимости. Когда мы используем их вне этих пределов, мы рискуем получить ошибочный ре­зультат или ложную интерпретацию явлений. Развитие фундаментальных теорий преследует цель постоянно расширять эти границы, совершенствуя фундаментальные теории.

Второй аспект. Он непосредственно связан с первым аспектом. Раз­витие науч­ного знания в форме теорий всегда предполагает уточнение и увеличение объема на­ших знаний. Новая теоретическая или эксперимен­тальная информация, во-первых, от­вергает какие-либо ошибочные пред­ставления существующих теорий. Благодаря этому сужаются границы при­менимости уже существующих теорий. Во вторых, новая ин­формация по­зволяет дополнить позитивную часть прежних представлений новыми ги­по­тезами и теориями. Они, в свою очередь, дают возможность расширить пре­делы дос­товерного знания. Постоянное развитие фундаментальной науки уточняет или отвер­гает существующие представления. В этом смысле науч­ная истина есть процесс позна­ния, который никогда не прекращается. Но он фиксирован для каждого периода раз­вития науки.

Отсюда следует, что любое теоретическое представление, которое имеет абсо­лютную применимость (т.е. имеет безграничные пределы приме­нимости) или же абсо­лютно неизменно по своему содержанию во времени, есть догма (абсолютная истина).

1.2 Определения частно-научных категорий

Сказанное выше целиком относится к научным терминам (частно-на­учным ка­тегориям). Частно-научные категории можно условно разделить на две группы. Первая группа это фундаментальные частно-научные категории. Они несут ос­новную смысловую нагрузку фундаментальных теорий и непосред­ственно связаны с ее концептуальным содержанием. Вторая группа – производные частно-научные категории, т.е. катего­рии, образо­ванные на основе категорий первой группы.

Например, в физике в качестве фундаментальных частно-научных ка­тегорий мы можем использовать понятия: масса, заряд, пространство, время и т.д. Это деление дос­таточно условно. Например, понятие “скорость” мы можем отнести либо к первой, либо ко второй группе в зависимости от со­держания фундаментальной научной теории.

Определения (дефиниции) частно-научных категорий имеют один важный ас­пект. Попытки дать определения этих категорий, оставаясь только в рамках частной научной теории или даже в рамках научной дисци­плины (например, физики) не могут иметь успеха. Причины следующие.

Во-первых, в физике не существует абсолютных исходных понятий, которые могли бы стать некими “перво-кирпичиками” или “атомами” в де­мокритовском смысле слова, опираясь на которые мы могли бы дать абсо­лютно точное определение физиче­ских понятий и частно-научных катего­рий. В математике, например, в геометрии, мы можемввести систему акси­ом и строить на них определенную теорию. Физика – это эксперименталь­ная наука и в ней такое положение принципиально невозможно. По­пытки подобной аксиоматизации могут привести к догматизму и застою в разви­тии наших представлений о природе.

Во вторых, мы не знаем и не можем знать абсолютно все без исклю­чения свой­ства определяемого понятия. Благодаря этой причине любое оп­ределение фундамен­тальной частно-научной категории будет иметь неопре­деленность или степень свобо­ды. Конечно, развитие науки позволяет посто­янно уточнять определения и наполнять их содержание новыми признаками и свойствами. Но это лишь процесс, имеющий пре­дел в бесконечно удален­ном времени. Указанная степень свободы не позволяет нам давать не только однозначное определение научных категорий, но и давать нам одно­значное объяснение явлений, вскрывать сущность явлений и т.д. Она могла бы све­сти физику к уровню астрологии или даже алхимии, если бы не роль фило­софии.

Именно философские категории, которые должны входить, и входят в определе­ние частно-научных категорий, восполняют недостающую часть знания, заполняя по­нятийный вакуум. Они есть: материальный объект (ве­щество, поле...), свойство, явле­ние, сущность и т.д. Приведем пример опре­деления.

“Электромагнитная индукция” есть явление возникновения электро­движущей силы в проводнике, когда изменяется магнитный поток через замкнутый контур или же проводник, движущийся относительно магнит­ного поля, пересекает магнитные си­ловые линии этого поля”.

Конечно, можно дать и другое определение понятия “электромагнитная индук­ция”. Но любое другое определение будет обяза­тельно (явно или в неявном виде) со­держать в себе философскую катего­рию явление . Следует заметить, что в прикладных исследованиях (приклад­ные дисциплины теоретического, технологического или конст­рукторского характера) частно-научная категория как бы утрачивает свое фундамен­таль­ное значение и обретает вид обычного утилитарного термина. Но даже и здесь фи­лософский подтекст содержания дефиниции сохраняется.

К сожалению, подобное “превращение” создает иллюзию отсутствия взаимной связи философии и физики и часто истолковывается как “ненужность философии” в сфере науки, в сфере фундаментальных иссле­дований. Негативное отношение к фило­софии со стороны физиков усилива­ется тем, что сами философы зачастую не видят конкретных форм связи фи­лософии и физики. Это ведет к тому, что в философии есте­ствознания суще­ствуют, главным образом, два направления: догматизм и иллюстра­ционизм. Суть иллюстрационизма в том, что философ на популярном уровне пе­ресказывает содержание физической теории, обильно сдабривая пересказ банальными философскими истинами. Иллюстрационизм как метод нашел широкое использование в трудах по философии естествознания и, подобно догматизму, справедливо вызывает негативное отношение физиков к по­добным философским "исследованиям".

Итак, философская категория дополняет определение частно-научной катего­рии, делает его более конкретным, и снимает неопределенность. В рамках фундамен­тальной научной теории определение частно-научной ка­тегории сохраняется неизмен­ным. Столь же неизменной должна оставаться философская категория , входящая в оп­ределение. Отсюда следует принцип устойчивости философской категории. Напри­мер, материальный объект не может превращаться в свое свойство, а свойство, в свою очередь, не мо­жет рассматриваться как субстанция.

Остается добавить следующее. Помимо обычных частно-научных ка­тегорий существуют категории, общие для физики и философии. Например, материя (субстан­ция), пространство, время, взаимодействие и другие.

Приведем примеры типичных гносеологических ошибок, связанных с неверным использованием философских категорий.

1.3 Примеры гносеологических ошибок

Пример 1. Явление и сущность.

Коль скоро целью данного примера является установление гносеоло­гических ошибок, связанных с этими категориями, нам необходимо позна­комиться с философ­скими категориями "явление" и "сущность" и выявить между ними взаимную связь. Обратимся к истории науки. В 1543 г. выхо­дит известнаякнига Н. Коперника "Об об­ращении небесных сфер", с появ­лением которой, по словам Ф. Энгельса, начинает свое летоисчисление ос­вобождение естествознания от теологии. В чем же, однако, преиму­щество гелиоцентрической системы Коперника перед геоцентрической системой Пто­лемея? Вопрос этот далеко не праздный.

Во-первых, в то время точность обеих систем практически не отлича­лась друг от друга. Максимальное расхождение предсказаний составляло не более 0.5°. Экспери­ментальные исследования астрономов (астрономические наблюдения) не могли внести ясность, поскольку точность предсказаний и той, и другой системы могла быть повы­шена путем ее уточнения и услож­нения.

Во вторых, иногда в качестве решающего аргумента приводят прин­цип просто­ты и наглядности: система Коперника, по мнению ряда исследо­вателей, выглядит "проще", чем система Птолемея. Простота - понятие субъективное. Во времена Копер­ника его система могла казаться сложной, искусственной, фантастической. Действи­тельно, Земля видится человеку плоской, очерченной линией горизонта. Поэтому в представлениях того времени Земля напоминала блин, покоящийся на слонах, китах, черепахах. Представление о сферической форме Земли казалось абсурдом, нелепицей и не согласовывалось с житейскими представлениями. Как с точки зрения со­временника Коперника могла такая большая Земля повиснуть "ни на чем" и вращаться вокруг "ма­ленького" Солнца? Видимо дело не только и не столько в "простоте", а в чем-то более глубоком и существенном. Недаром, несмотря на гнет теологических предрассудков, система Коперника смогла выстоять и обрести право на жизнь. Однако для этого по­требовалось время и борьба исследователей. Путь познания истины никогда не был простым.

В третьих, следует отметить еще одно немаловажное обстоятельство. Обе сис­темы (Коперника и Птолемея) отражали и отражают объективные явления материаль­ного мира. Современная наука, отказавшись от птолеме­евской системы, не отказалась от птолемеевского подхода для описания ви­димого движения планет на небесной сфере.

Итак, что же заставило ученых отказаться от системы Птолемея? От­вет с пози­ций современной теории познания мы видим в следующем. Сис­тема Птолемея описы­вала (хорошо или плохо - не столь принципиально) движение планет, видимое с Земли, т.е. описывала явление . Если же мы оказались, например, на Меркурии или Марсе, то земную птолемеевскую систему нам пришлось бы упразднить и заменить новой. Сис­тема Копер­ника сумела схватить сущность взаимного движения планет солнечной сис­темы. Такое описание, говоря современным языком, уже не зависело от того, какую планету в качестве системы отсчета захочет выбрать себе на­блюдатель.

С точки зрения теории познания объективной истины теологи совер­шали гру­бейшую ошибку: они сущность подменяли явлением. Наблюдае­мое с Земли движение планет по небосводу они считали их действитель­ным движением в пространстве.

Гносеологические ошибки, связанные с отождествлением явления и сущности, с подменой сущности явлением, с истолкованием явления как сущности, существуют, как это ни парадоксально, и в настоящее время. Это, несмотря на то, что от Коперника нас отделяют столетия. И вот что законо­мерно, для защиты ошибочных представлений, связанных с истолкованием явления как сущности, человеческий разум всегда прибега­ет к домыслам, к нагромождению вспомогательных гипотез, мистике и т.д. Однако со­вре­менные "слоны" и "черепахи", как и во времена Коперника, отнюдь не будут выгля­деть монстрами в современной картине мира . Они будут иметь вполне "респектабель­ный" вид, соответствующий духу времени и сложившемуся стилю мышления . Вот по­чему нам важно установить те признаки, которые позволили бы нам отличить сущность от явления, а явление от сущности.

Вопрос о взаимной связи, этих понятий и их отличительных призна­ках в фило­софской литературе обсуждался неоднократно. Однако такие ис­следования носят схо­ластический, поверхностный характер и мало пригод­ны для анализа физических кон­цепций и научных теорий, хотя они опира­ются на исторический анализ и содержат не­мало интересных примеров. Следовательно, вопрос о признаках, которые позволяют отличить сущность от явления, нам придется анализировать самостоятельно.

"Сущность является; явление существенно". Это философское поло­жение нам необходимо конкретизировать. Обратимся к примеру. Рассмот­рим сферический пред­мет, вплавленный в стеклянную пластину. При на­блюдении нам будет казаться, что шарик имеет не сферическую, а эллип­соидальную форму. Это и есть явление.

Изменяя угол наблюдения α, мыбудем видеть различную величину "сплюсну­тости" шарика. Угол наблюдения α и коэффициент преломления стекла n это усло­вия , при фиксации которых мы будем наблюдать объек­тивное явление . Каждому ус­ловию соответствует свое объективное явле­ние, которое в чем-то будет отличаться от других явлений, соответствую­щих другим условиям. Изменяется условие - изменяется явление, но сам объект не испытывает никаких изменений. Собственная форма объекта - сфера - выступает по отношению к совокупности явлений одной из характе­ристик сущности . Очевидно, что по одному явлению познать сущность не представляется возможным. Сущность познается по совокупности явлений, принадлежащих заданному классу условий.

Рис.1.

С позиции теории познания любое явление из заданной совокупности пред­ставляет собой сочетание особенного (характерного только для данного явления и от­личающего данное явление от остальных явлений совокупно­сти) и общего (т.е. того, что остается неизменным , инвариантным для всех явлений совокупности, принадле­жащих взятому классу условий).

Познание сущности идет от явлений, путем отсечения второстепенно­го, особен­ного, к выделению общего , т.е. того, что остается неизменным для всех явлений дан­ной совокупности (рис. 2). Сущность как общее для всех явле­ний отражает глубинные связи иотношения. Процесс поиска сущности сложен и нет каких-либо рецептов для прямого перехода от явлений к сущ­ности.

Рис. 2.

Однако приведенный анализ позволяет сформулировать весьма полезное правило:

ЯВЛЕНИЕ ЗАВИСИТ ОТ УСЛОВИЙ ЕГО НАБЛЮДЕНИЯ

СУЩНОСТЬ ОТ ЭТИХ УСЛОВИЙ НЕ ЗАВИСИТ .

Конечно, проблема связи условия, явления и сущности этими прави­лами не ис­черпывается. Условия могут быть различными: существенными и несущественными. Сущность в полном объеме (как абсолютную истину) по одной совокупности явлений познать невозможно. Поэтому говорят о "сре­зах"сущности, о сущностях первого, вто­рого и других порядков.

Явление можно наблюдать, измерять фотографировать. В этом смысле выраже­ния: "нам будет казаться", "мы будем измерять", "мы будем фото­графировать" и т.п. будут равнозначными в том смысле, что принадлежат процессу регистрации явления. В слове "кажется" нет никакой иллюзии, мистики, а есть отношение к сущности. Однако и сущность, как инвариант­ное представление, может быть охарактеризована некото­рыми инвариант­ными параметрами и характеристикам (например, радиус сферы в рас­смот­ренном выше примере). Эти характеристики мы будем именовать инвари­антны­ми проявлениями сущности . Здесь мы можем уточнить процесс по­знания сущности.

Этот процесс предусматривает выделение инвариантных характери­стик (инва­риантных проявлений сущности), на базе которых идет процесс осмысления и форму­лировки сущности. Из проведенного анализа вытекает, что поиск симметрий и инвари­антов в физике имеет под собой глубокое ос­нование. Инварианты и симметрии в физи­ческих теориях выступают как инвариантные проявления сущности. Опираясь на них, следует отыскивать сущность явлений.

"Сущность является". Кому же должна являться сущность в форме яв­ления? Кто должен наблюдать, измерять, регистрировать явление и его ха­рактеристики? Естест­венно, это должен делать прибор, реальный, или иде­альный наблюдатель. При описа­нии явлений невозможно обойтись без на­блюдателя, без задания условий наблюдения, без задания систем отсчета.

Птолемеевскую ошибку (истолкование явления как сущности) повто­рил А. Эйнштейн, формулируя Специальную теорию относительности. Мы не будем останав­ливаться на этом вопросе, поскольку детальный анализ гносеологических ошибок в теории относительности приведен в [1], [2].

Пример 2. Субстанция и свойство. Здесь имеет место другой тип гносеологи­ческой ошибки, которая связана с превращением свойства в суб­станцию (материаль­ный объект). Материальный объект может иметь самые разнообразные свойства. На­пример, заряженная частица является источни­ком следующих свойств:

А) инерциальные свойства, определяемые массой покоя частицы,

Б) способность к взаимодействию с электромагнитными полями, оп­ределяемая величиной заряда и другие свойства.

Магнитное поле равномерно движущейся частицы есть ее свойство . Движущая­ся частица есть источник или носитель своего магнитного поля (или свойства). Частица движется относительно наблюдателя; наблюдатель регистрирует (измеряет, наблюда­ет) магнитное поле частицы. Если же час­тица покоится, то магнитное поле отсутствует. Мы ведем рассмотрениев рамках классической электродинамики и не рассматриваем спин частицы.

Как мы знаем, свойство не может превращаться в материальную суб­станцию. Однако в физических теориях это правило иногда игнорируется. В качестве примера рассмотрим объяснение эксперимента Траутона и Нобла.

Рассмотрим философский аспект существующего объяснения [3]. Два заряда движутся с одинаковой скоростью v относительно наблюдателя как показано на рис.3.

Рис. 3

Мы воспроизводим следующее объяснение. Движущийся заряд созда­ет в систе­ме неподвижного наблюдателя вокруг себя магнитное поле. Это поле рассматривается как неподвижное (неподвижная субстанция) в систе­ме отсчета неподвижного наблюда­теля. Это и есть превращение свойства (магнитное поле) в материальный объект, т.е. гносеологическая ошибка. Второй заряд, двигаясь в этом неподвижном магнитном поле, должен испы­тывать действие силы. В результате взаимодействия на систему движущих­ся зарядов должен действовать вращающий момент, равный [3]:

где: q – величина заряда; v – скорость перемещения зарядов; l – расстояние между за­рядами; θ – угол между вектором скорости и l (как показано на рис.3).

Наличие вращающего момента, как утверждали авторы, позволило бы опреде­лить наличие “эфирного ветра” или движения эфира относительно Земли. Эксперимент дал отрицательный результат. Причина в том, что ско­рость движения эфира не входит в уравнение. С тем же успехом мы могли бы объяснить вычисленный вращающий мо­мент влиянием Господа Бога. Его па­раметры также не входят в уравнение движения.

Следует заметить, что в системе отсчета, где заряды покоятся, никако­го вра­щающего момента нет. Мы видим субъективность в объяснении явле­ния. Объяснение зависит от того, какую систему отсчета выберет себе на­блюдатель. Соответственно, инерциальные системы уже не могут рассмат­риваться как эквивалентные. Эта гносео­логическая ошибка есть результат шаблонного (догматического) переноса ошибочных представлений из Спе­циальной теории относительности в классическую механику. Объяснение в рамках ньютоновской механики можно найти в [4]

Пример3. Отождествление различных свойств. Мы знаем, что масса, как ма­териальный объект, имеет инерциальные и гравитационные свойства.

Гравитационное свойство есть способность материальных тел притя­гиваться друг к другу. Это свойство определяется через гравитационную массу m_g .

Инерциальное свойство есть способность материального тела проти­водейство­вать изменению своей скорости при воздействии на тело силы. Оно характеризуется инерциальной массой m_i .

Эйнштейн выдвинул гипотезу об эквивалентности инерциальной и гравитаци­онной масс (m_i = m_g ). Исходя из принципа конкретности истины, мы можем утвер­ждать, что эквивалентность


10-09-2015, 23:17