Теория и гипотеза

Теория

Сущность теории

Теория - это высшая, самая разви­тая организация научных знаний, которая дает целостное отображение закономерностей некоторой сферы действитель­ности и представляет собой знаковую модель этой сферы. Эта модель строится таким образом, что некоторые из ее харак­теристик, которые имеют наиболее общую природу, состав­ляют ее основу, другие же подчиняются основным или выводятся из них по логическим правилам. Например, класси­ческая механика может быть представлена как система, в фундаменте которой находится закон сохранения импульса («Вектор импульса изолированной системы тел с течением времени не изменяется»), тогда как другие законы, в том числе известные каждому студенту законы динамики Нью­тона, являются его конкретизациями. Строгое построение геометрической теории, предложенной древнегреческим ма­тематиком Евклидом, привело к системе высказываний (тео­рем), которые последовательно выведены из немногих опре­делений основных понятий и истин, принятых без доказа­тельств (аксиом).

Как и эссенциальные факты, положения теории ото­бражают определенные существенные связи действительно­сти. Но, в противоположность фактам, они представляют их в обобщенном виде. Каждое положение теории является истиной для множества обстоятельств, в которых проявляется эта связь. Поэтому оно выражается с помощью общего вы­сказывания, в то время как факт - с помощью единичного.

На ранних этапах развития науки устанавливаются эм­пирические (феноменологические) обобщения, которые ото­бражают связи чувственно воспринимаемых свойств вещей и явлений. К таким обобщениям относится, например, закон Бойля-Мариотта, в соответствии с которым для любого газа произведение его объема на давление есть величина посто­янная (pv - const). Этот закон сформулирован, видимо, сле­дующим образом. Сначала на основе статистической обра­ботки табличных данных, которыми экспериментально зафиксирована зависимость между давлением и объемом не­которых газов, получен соответствующий факт, а затем он распространен на весь класс газов.

Закон Бойля-Мариотта, однако, имеет крайне ограни­ченный характер, поскольку не учитывает поведения газов при высоких давлениях. Более общие выводы потребовали введения допущений о так называемых идеализированных предметах, которые не поддаются изучению опытными ме­тодами, а требуют мысленного освоения. Так, было допуще­но, что, во-первых, газ представляет собой набор идеально упругих и бесконечно малых соударяющихся частиц; во-вторых, что сосуд переменного объема, в который заключе­ны эти частицы, также является идеальным. Благодаря таким допущениям познание поднялось с эмпирического на теоре­тический уровень, где математическая зависимость не толь­ко подтверждается в отдельных случаях, но, фиксируя «чис­тые», свободные от случайностей и привнесений ситуации, приобретают единый, необходимый и всеобщий характер. На этом уровне научное познание получает возможность от­вечать на вопросы не только о том, «что есть» или «что бу­дет», но и о том, «почему это есть» и «почему оно будет». Подчеркнем еще раз, что это вопросы, специфические для теоретического познания.

Развитие закона Бойля-Мариотта иллюстрирует то, что научные обобщения, как и их системы - научные теории, могут находиться в отношениях субординации между собой, если одни из них подчиняются другим или вообще ими поглощаются.

Обобщая факты и опираясь на них, теория, между тем, согласуется с господствующим мировоззрением, картиной мира, которые направляют ее возникновение и развитие. Из­вестны случаи, когда теория или ее отдельные положения отклоняются не в связи с противоречиями фактическому ма­териалу, а по причинам мировоззренческого, философского характера. Так случилось с известными физиками Э. Махом, В. Оствальдом и др., которые не признали в свое время атомной теории. «Предвзятость этих ученых против атомной теории, - писал А. Эйнштейн, - можно бесспорно отнести за счет их позитивистской философии. Это - интересный при­мер того, как философская предвзятость мешает правильной интерпретации фактов даже ученым со смелым мышлением и тонкой интуицией».

Типы теорий

Теории разделяют по различным основаниям. Исходя из особенностей предметных областей, вы­деляют математические, физические, биологические, социаль­ные и прочие теории.

С логической точки зрения можно выделить дедуктив­ные и недедуктивные теории. Основу дедуктивной теории составляет понятие логического следования. Как известно, из высказывания А логически следует высказывание B тогда и только тогда, когда истинность А гарантирует истинность В, или всякий раз, когда истинно А , истинно также и В .

Для построения фундамента дедуктивной теории важ­но отобрать положения соответствующей ветви знания (ак­сиомы), которые бы, во-первых, не противоречили одно дру­гому. В противном случае, соответственно с законами логи­ки, в пределах теории можно получить любое положение и она теряет свою познавательную ценность. Во-вторых, из множества аксиом должно следовать максимальное количе­ство истинных положений данной ветви знания (система ак­сиом, из которой выводятся все истинные положения облас­ти знания, называется полной). В-третьих, аксиомы должны быть независимы друг от друга, т.е. не должны находиться между собой в отношении логического следования. В противном случае система аксиом окажется избыточной.

Дедуктивный способ построения теории используется прежде всего в математике, логике, математическом естест­вознании. Но нужно иметь в виду ограниченность приме­нения дедуктивного метода в науке. Напомним о том, что К. Гёдель доказал теорему о неполноте формализованных систем. В соответствии с этой теоремой ни одна дедуктивная теория содержательно богатой области знаний (например, арифметика) не может быть полной. Это означает, что суще­ствуют такие истинные положения этой области, которые не следуют из множества первоначально взятых аксиом. Поэто­му надежды на возможности дедуктивных теорий не должны быть слишком большими.

Недедуктивные теории характерны для опытных наук. Здесь «господствуют» вероятностные формы выводов - ана­логия, редукция, индукция. Недедуктивным путем идет боль­шинство естественных наук, а также науки гуманитарного и обществоведческого циклов. Теории в этих науках опирают­ся на изучение действительности, используя наблюдения,эксперименты, реконструируя ход событий по отображению в памятниках культуры.

Недедуктивный характер теорий в опытных науках не означает полного исключения из них дедуктивных методов. Без них невозможна ни одна наука. Объяснение тех или иных явлений, видение новых фактов направляется ранее добыты­ми знаниями и связано и использованием дедуктивных про­цедур. Также и дедуктивные науки не обходятся, в частно­сти, без аналогии или индукции, особенно на этапах своего становления. Многие свойства чисел, например, были откры­ты путем наблюдений задолго до того, как были засвидетельствованы строгими доказательствами. Поэтому, видимо, прав Д. Пойа, формулируя афоризм, что «когда вы убедитесь, что теорема верна, вы начинаете ее доказывать».

С точки зрения глубины проникновения в сущность изучаемых явлений большой интерес вызывает деление тео­рий на феноменологические и эссенциальные. Глубина по­знания в феноменологических теориях не выходит за рамки сферы явлений и поэтому характеризуется использованием близких к опыту понятий. Эссенциальные теории идут зна­чительно дальше и отображают внутренние механизмы изу­чаемых процессов. В эссенциальных теориях широко приме­няются абстрактные понятия, которые характеризуют нена­блюдаемые объекты. Феноменологические теории, как пра­вило, возникают на начальных стадиях развития науки и с течением времени поглощаются эссенциальными.

В последнее время среди исследователей в различных областях знаний особого внимания заслуживает разделение эссенциальных теорий на теории простых и сложных сис­тем. К простым системам относятся такие, что отличаются однородностью, линейностью и устойчивостью протекающих процессов. Знания об эволюции простой системы позволяют иметь всю информацию и по любому моментальному состоя­нию однозначно предсказать ее будущее и восстанавливать прошлое. Классическим примером простой теории служит механика Ньютона.

Но большинство систем окружающего мира имеют неоднородный, нелинейный, неустойчивый и необратимый характер. Их поведение во многом зависит от случайных факторов и поэтому характеризуются неопределенностью и непредсказуемостью. Владея теорией сложной системы, мож­но делать достоверные предсказания, как правило, на корот­ких временных интервалах, и по прохождению некоторого времени предсказания не совпадают с ходом событий. К наиболее сложным системам относится человеческое обще­ство, и именно здесь предсказание связано с особым риском.

Можно выделить теории завершенные и незавершен­ные. Завершенная теория представляет собой окончательную знаковую модель некоторого целостного фрагмента реальности с точно установленными границами. Положения завершенной теории - научные законы как достоверные высказы­вания о сущности познаваемых процессов. Незавершенная теория является вариационной, во многом гипотетической знаковой моделью. Границы развития такой теории пока что неизвестны, они носят открытый характер в том смысле, что отсутствуют представления о предметах, к которым она не­применима. О ее обобщениях нельзя утверждать как о дос­товерно установленных законах. Примерами завершенных теорий могут служить геометрия Евклида, механика Ньюто­на. Сегодня точно известна сфера применения евклидовой геометрии - трехмерное пространство. Но до открытия не­евклидовых геометрий она существовала в виде модели, ко­торая варьировалась в связи с попытками доказательства знаменитого пятого постулата. То же происходило и с меха­никой Ньютона до начала XX столетия, пока не была уточ­нена область ее применения - множество макротел. Рожден­ная XX столетием квантовая теория на сегодняшний день не является завершенной, о чем свидетельствуют многие моде­ли, которые конкурируют между собой в рамках ее развития.

Единство теории и факта

В развитой науке теория и факт - соотносимые понятия. Наличие одного из них немыс­лимо без наличия другого, одно из этих понятий имеет своей предпосылкой другое. «Не существует эмпирического метода без чисто умозрительных понятий и систем чистого мышле­ния, при более близком изучении которых не обнаруживался бы эмпирический материал, на котором они строятся», - писал А. Эйнштейн.

В факте воплощается некая теоретическая конструкция. В качестве его для теории выступает не все богатство связей, которые можно наблюдать и преобразовывать в по­вседневной деятельности, а их ограниченный комплекс, вы­деленный соответственно фиксируемым в теории отношени­ям. Земля вращается вокруг Солнца, солнечные процессы воздействовали и воздействуют на все, что совершается на Земле. Благодаря им возникли и существуют материки и океаны, горы и долины, био- и ноосфера. Но небесную ме­ханику как теорию в данном случае интересует не все. Для нее фактом является, например, то, что материальная точка одной массы движется вокруг материальной точки другой массы с некоторой скоростью на определенном расстоянии.

Ни одна практическая задача не решается математиче­скими средствами до того времени, пока она не будет сведе­на к соответствующей математической задаче и не преобра­зуется, таким образом, в факт, соотнесенный с некоторой математической теорией. Сведение сопровождается абст­рагированием от многих заключенных в условиях задачи обстоятельств, которые с точки зрения этой теории носят несущественный, привнесенный характер. Об аналогичных процессах в гуманитарной сфере точно сказал А. Блок: «Есть факты неоспоримые, но сами по себе не имеющие никакого значения, например: Бэкон Веруламский - взяточник, Спи­ноза - стекольщик, Гаршин - переплетчик, Горький - соци­ал-демократ». Такого рода несущественности Гегель назвал дурной единичностью, в отличие от которой единичность факта - форма необходимости.

Таким образом, факт - это не просто «кусочек бытия», а результат сложной мыслительной процедуры, при которой со всей эмпирической данности выделяются характеристики, соотносимые с некоторой теорией. То, что не является фак­том в одной теоретической системе, может оказаться им в другой. При переходе от одной теоретической системы к другой, с одного уровня знаний на другой меняется и сово­купность характеристик научного факта.

Познавательные функции теории

По отношению к фактам теория выполняет ряд познавательных функций, важ­нейшими из которых являются объяснительная, систематизи­рующая, предсказательная и методологическая. Объяснить факт - это значит подчинить его некоторому теоретическомуобобщению, которое носит достоверный или вероятный ха­рактер. В качестве такого обобщения может выступать на­учный закон, если факт соотносится с завершенной теорией, или высказывание, фиксирующее некоторое отношение на модели при использовании незавершенной теории. Подчине­ние факта теории имеет форму дедуктивного вывода, в кото­ром роль объясняемого высказывания о факте (экспланандума) выполняет его заключение, а объясняющего теоретического положения (эксплананса) - его большая посылка. Меньшая посылка фиксирует обстоятельства, при которых имеет место отображаемое в факте положение дел и при которых имеет силу теоретическое обобщение. Так, если социологу нужно объяснение того, что в данной социальной группе проис­ходят сплачивающие процессы, то он может использовать обобщающее положение, утверждающее, что при возраста­нии внешней опасности в социальных группах происходят сплачивающие процессы. Объяснение принимает форму сил­логизма:

Если возрастает внешняя опасность, то в социальных группах

происходят сплачивающие процессы.

Для данной социальной группы возрастает внешняя опасность.

В данной социальной группе происходят сплачивающие процессы.

Объяснительная функция теории тесно связана с дру­гими, в частности с систематизирующей функцией. Как и при объяснении, в процессе систематизации факт подво­дится под теоретическое положение, которое его объясняет, и он включается в более широкий, теоретический контекст знаний. Тем самым происходит установление связей факта с другими фактами и, таким образом, факты приобретают оп­ределенную целостность. Обосновывается их достоверность, они приобретают безупречно доказательную силу. Становление и развитие теоретических знаний стиму­лировалось прежде всего их способностью предсказывать возможные, в частности, будущие состояния, отсутствую­щие в нынешней практике людей. В способности к дальним и точным прогнозам реализуется предсказательная функциятеории, и, как заметил известный австрийский физик Л. Больцман, нет ничего более практичного, чем хорошая теория.

Предсказательная мощь теории зависит в основном от двух взаимосвязанных факторов: во-первых, от глубины и полноты отображения сущности изучаемых предметов; оче­видно, чем глубже и полнее такое отображение, тем надеж­ней опирающиеся на теорию прогнозы. Во-вторых, теорети­ческое предсказание находится в обратной зависимости от сложности и нестабильности исследуемого процесса, и чем сложнее и неустойчивее этот процесс, тем рискованнее про­гноз. К относительно простым системам причисляются, как известно, системы, изучаемые небесной механикой. Уже пер­воначальные обобщения астрономических таблиц, сделанные древними китайцами более 2000 лет до н.э., позволили им с большой точностью предсказывать солнечные затмения. Гео­центрическая система Птолемея была более мощной в своих предсказаниях и позволяла предвидеть также расположения планет на небосклоне, моменты равноденствий и др. Пользу­ясь ею, прокладывали пути своих каравелл Диаш и Колумб, Васко да Гама и Америго Веспуччи. Но ее беспомощность во многих предсказаниях, как, например, при определениях дли­тельности года, в конце концов привела к созданию гелио­центрической теории Коперника, где трудности, с которыми столкнулась тогдашняя астрономия, оказались снятыми.

Сложнее дело с неустойчивыми процессами. Класси­ческим и простым примером неустойчивой системы может служить маятник в его верхнем положении. Можно предска­зать, что в конце концов он займет нижнее положение и пре­вратится в стабильную систему, но поскольку альтернативы его движения влево и вправо являются равновероятными и зависят от случайных причин, то предсказать направление движения весьма трудно. Вероятность предсказания уве­личивается с улучшением знаний о сущности процесса, т.е. с повышением уровня теоретического владения предметом познания.

Наконец, теория выполняет методологическую функ­цию, т.е. выступает в качестве опоры и средства дальнейшего исследования. Наиболее эффективный научный метод есть истинная теория, направленная на практическое применение, на разрешение определенного множества задач и проблем. Квантовая теория есть не только отображение закономерно­стей материальных процессов атомного масштаба, но и дей­ственный метод дальнейшего познания микромира. Генети­ка - не только теория строения живых систем, но и важнейший метод познания глубинных основ жизни.

Таким образом, теория и метод - внутренне связанные феномены. Но между ними имеется существенная разница. Они соотносятся с разными областями: теория фиксирует знания о познаваемом объекте (предметные знания), а ме­тод - знания о познавательной деятельности (методологиче­ские знания), направленной на получение новых предметных знаний. Поэтому сама по себе теория не есть еще метод. Превращение теории в метод означает изменение в ее струк­туре и приобретение новых качеств, в результате чего доста­точно точно определяются способы ее практического при­менения. Теория остается в структуре метода в качестве ба­зисного знания, под которое по особым правилам в опреде­ленном порядке должно подводиться разнообразие частных случаев, чтобы получились новые результаты - факты или более конкретные законы теории.

Противоречивость теории и фактов

История науки свидетельствует о том, что всякая теория носит ограничен­ный характер. Рано или поздно наступает момент, когда она вступает в столкновение с фактами, по отношению к которым она уже не может выполнять свои познавательные функции. Классическим примером может служить противоречие меж­ду ньютоновской механикой и поведением микрообъектов, которые были открыты на рубеже XIX-XX столетия.

Правомерен вопрос: если факт конструируется в соот­ветствии с некоторой теорией, а теория является его обоб­щением, то как возможно противоречие между ними? Пред­ставляется, что ответ этот вопрос может быть найден на следующем пути. Возможности теории не настолько ограниче­ны, чтобы быть, как сказал известный методолог И. Лакатос, «тюрьмой понятий». Развивающаяся теория всегда является «открытой» системой, имеет внутренний источник и резерв для расширения своих рубежей, для вовлечения в свою сферу «чужеродных тел». Полиморфность языка теории позволяет исследователю привлекать новые данные, которые не укла­дываются в господствующие теоретические представления.

Теория, не выполняющая своих познавательных функ­ций по отношению к новым фактам, ставится под сомнение, но не в смысле ее полной непригодности и абсолютной оши­бочности. Устанавливаются границы ее развития и применимости, отчетливо обозначаются рамки, внутри которых она сохраняет свою объяснительную, предсказательную, система­тизирующую и методологическую функцию. Например, гео­метрия Евклида не потеряла своей ценности по отношению к трехмерному пространству, хотя были изобретены неевкли­довы геометрии, для которых евклидова - лишь частный случай. В сфере макрообъектов хорошо служит людям ста­рая ньютоновская механика. Не существует более точнойэкономической теории, которая с таким успехом описывала бы эпоху «дикого» капитализма, как теория К. Маркса, и мы являемся живыми свидетелями ее применимости в постперестроечное время. Теории такого типа отличаются завершен­ным характером и дальше развиваются только экстенсивно, за счет рассмотрения в принципе уже известных, однородных или подобных по качеству объектов.

В то же время новые факты требуют своего собствен­ного теоретического осмысления (в соответствии


29-04-2015, 02:40