Часть III. Формы развития научного знания Проблема, гипотеза, теория

К формам развития научного знания относят, прежде всего, проблему, гипотезу, теорию.

Проблема – это необходимо возникающий в процессе научного познания вопрос или целостный комплекс вопросов, решение которых представляет теоретический или практический интерес. Весь ход развития человеческого познания может быть представлен как процесс перехода от постановки проблем к их решению, а затем к постановке новых проблем.

Научное познание начинается с постановки проблемы. Часто говорят, что правильно поставить проблему – это уже значит наполовину обеспечить успех в ее разрешении. Во всем цикле познания – от постановки проблемы до ее разрешения – движущее пружиной выступает долженствование в различных формах, выражающее активность познающего субъекта в его отношении к объекту. Долженствование – субъективный момент в процессе научного исследования, но это субъективное есть выражение объективного: общественных потребностей человека по практическому преобразованию мира. Эти потребности стоят в начале и в конце научного исследования. Они побуждают ставить и разрешать научную проблему, определяют пути практической реализации научных идей.

Требования к постановке научных проблем:

– Наличие обоснованного вывода о том, что избранная проблема не решена в мировой науке или предлагаемые решения неудовлетворительны.

– Анализ предшествующего опыта исследования выявленной проблемы, чтобы избежать дублирования

– Обоснование актуальности проблемы для общества в дополнение к личной убежденности, что ее необходимо решать.

– Выявление основного противоречия проблемной ситуации

– Формулирование целей и задач исследования

Формулировка проблемы включает в себя, как правило, три части:

1) Систему исходных утверждений или описание фактических данных.

2) Постановку вопроса – что нужно найти.

3) Методологический принцип – систему указаний на возможные пути рушения.

Процесс решения проблемы

– Ознакомление с проблемой.

– Уточнение проблемы.

– Постановка проблемы.

– Подборка и определение объема необходимой информации.

– Рабочая формулировка проблемы.

– Разработка вариантов возможных решений проблемы, выработка идей.

– Поиск решения проблемы.

– Проверка правильности (истинности) решения проблемы.

После постановки проблемы или задачи начинается поиск ее разрешения. На этом этапе развития научных знаний центральное место принадлежит гипотезе.

Гипотеза представляет собой форму вероятного знания, это научно обоснованное предположение о причинах или закономерных связях каких-либо явлений природы, общества и мышления. Главное условие, которому должна удовлетворять гипотеза – ее обоснованность. Научно обоснованные предположения (гипотезы) надо отличать от беспочвенных фантазий в науке.

Требования к выдвижению гипотез:

– Непротиворечивость: имеется в виду как логическая непротиворечивость, так и фактическая, т. е. гипотеза не должна противоречить фактам, для объяснения которых она предназначена.

– Принципиальная проверяемость. В науке не признаются догадки, которые в принципе нельзя проверить и, следовательно, обосновать или опровергнуть.

Путь построения и подтверждения гипотез проходит ряд этапов:

1. Выделение группы фактов, которые не укладываются в прежние теории или гипотезы и должны быть объяснены новой гипотезой.

2. Формулировка гипотезы (или гипотез), то есть предположений, которые объясняют эти факты.

3. Выведение из данной гипотезы всех вытекающих из нее следствий.

4. Сопоставление выведенных из гипотезы следствий с имеющимися наблюдениями, результатами экспериментов, с научными законами.

5. Превращение гипотезы в достоверное знание или в научную теорию, если подтверждаются все выведенные из гипотезы следствия и не возникает противоречий с ранее известными законами науки.

Способы подтверждения гипотез:

1. Обнаружение предполагаемого объекта, явления или свойства.

2. Выведение следствий и их проверка. В этом случае большая роль принадлежит эмпирическим фактам.

Эти два способа являются прямыми доказательствами истинности гипотез.

3. Косвенное подтверждение гипотез: опровергаются все ложные гипотезы, после чего делается заключение об истинности одного оставшегося предположения. В данном случае, во-первых, необходимо перечислить все возможные предположения, во-вторых, необходимо опровергнуть все ложные гипотезы.

Опровержение гипотез осуществляется путем опровержения (фальсификации) следствий, вытекающих из данной гипотезы. Это возможно, если, во-первых, не обнаруживаются все или многие из необходимых следствий или, во-вторых, обнаруживаются факты, противоречащие выведенным следствиям.

Теория – система знаний, которая удовлетворяет требованиям непротиворечивости, логической согласованности, простоты и, которая выполняет функции описания, объяснения и предсказания, способствует интеграции знаний.

А. Эйнштейн отмечал, что «теория преследует две цели: 1 .Охватить по возможности все явления и взаимосвязи (полнота). 2. Добиваться этого, взяв за основу как можно меньше логически взаимно связанных логических понятий и произвольно установленных соотношений между ними (основных законов и аксиом)».

Анализ строения и развития теории имеет двоякое значение. Во-первых, он служит предпосылкой для понимания закономерностей движения познания в целом: ведь теория является такой формой движения мышления, в которой осуществляется синтез познания. Во-вторых, определение гносеологической сущности и функций теории необходимо для понимания других форм мышления: понятия, суждении, умозаключения.

В методологии науки выделяют следующие основные элементы структуры теории:

1) фундаментальные понятия, принципы, законы, уравнения, аксиомы;

2) идеализированные объекты, абстракции существенных свойств и связей изучаемых предметов;

3)с овокупность определенных правил и способов доказательств и объяснения;

4) философские установки, социокультурные и ценностные факторы;

5) совокупность законов и утверждений, выведенных в качестве следствий из основных аксиом.

Категории – это предельно общие фундаментальны понятия. Каждая наука в своем развитии формирует свой категориальный аппарат. С древности в трактовке категорий нет однозначного смысла, что свидетельствует о наличии в науке нерешенных проблем. До настоящего времени сохраняется трактовка категорий, высказанная Аристотелем. Он называл категориями предельные, исходные, неопределяемые понятия (первопонятия). Традиционно категориями называют основные, специфические термины каждой теории. Категоризация терминов задается тем смыслом, который соответствует данной теории. Развитие исследований предполагает обработку понятий таким образом. Чтобы они более соответствовали единому, теоретическому пониманию объекта. Адекватное использование категорий является важнейшим условием существования наук и овладения ими.

Слово «принцип» означает основу, первоначало. В плане методологии принцип выступает как регулятор, норма, идеал развития научного познания. Как философские. Так и специальные методологические принципы регулируют создание и развитие научных теорий

Ключевой элемент теории – это закон. Собственно и теорию можно определить как систему законов, выражающих сущность, глубинные связи изучаемого объекта. Закон – это объективная, существенная, необходимая, устойчивая, то есть повторяющаяся, связь между процессами и явлениями мира.

Устойчивость означает то, что данное отношение стабильно, повторяемо, воспроизводимо в данных неизменяемых условиях.

Сущностность означает, что это отношение отражает не какие-то случайные свойства. а самые важные, которые тем или иным способом объясняют сущность изучаемого явления.

Что касается универсальности закона, то её понимают в 3 аспектах:

1. универсальность, задаваемая самим характером понятий, входящих в закон. Существуют различные уровни общности научных понятий, поэтому и законы могут быть упорядочены по признаку общности как более универсальные и менее универсальные;

2. пространственно-временная общность, например, геологические законы не могут быть универсальными, так как характеризуют только данное явление;

3. логическая форма закономерных утверждений – с использованием специального квантора общности. Законы более низкого уровня универсальности используют квантор существования: существует некий объект вида А, для которого имеет место …

Законы фундаментальные используют квантор всеобщности: для всех объектов вида А имеет место …

Универсальность научного закона выражается и в том, что он относится непосредственно не столько к имеющим место явлениям, сколько к универсальным потенциальным ситуациям, которые могут реализоваться при выполнении соответствующих условий.

Познание законов – сложный, противоречивый процесс отражения действительности. По степени общности законы делятся на всеобщие, общие и частные, а по характеру вытекающих из них предсказаний – на динамические и статистические. В законах динамического типа предсказания имеют точно определенный однозначный характер. Динамические законы характеризуют поведение относительно изолированных систем, состоящих из небольшого количества элементов и в которых можно абстрагироваться от целого ряда факторов.

В статистических законах предсказания носят вероятностный характер. Подобный характер предсказаний обусловлен действием множества случайных факторов, и статистическая закономерность возникает как результат взаимодействия большого числа элементов, составляющих коллектив, и поэтому характеризуют не столько поведение каждого элемента, сколько коллектив в целом.

Обычно считают, что стандартным методом проверки теорий является опыт. Однако часто теорию нельзя проверить прямым экспериментом, и потому ограничиваются требованием принципиальной подтверждаемости (верифицируемости). Как считал К. Поппер, важную роль при оценке теорий играет принципиальная опровергаемость. Теория включает запреты, и именно это делает ее проверяемой.

В целом предпочтение отдается той теории, которая:

1) сообщает новую информацию;

2) является логически более строгой;

3) обладает большей объяснительной и предсказательной силой;

4) может быть проверена посредством сравнения предсказаний с наблюдениями.

Выбирается та теория, которая наилучшим образом выдерживает конкуренцию с другими теориями.

В. Гейзенберг считал, что научная теория должна быть непротиворечивой (в формально-логическом смысле), обладать простотой, красотой, компактностью, определенной (всегда ограниченной) областью своего применения, целостностью и «окончательной завершенностью». Но наиболее сильный аргумент в пользу правильности теории – ее «многократное экспериментальное подтверждение» [4].

Научная теория – удивительное достижение человеческого разума. Ученый, опирающийся на небольшое количество аксиом, использующий в процессе рассуждения экспериментальные обобщения, при помощи логических правил выводит всевозможные эмпирические следствия. Особенно наглядно это проявляется в том случае, если закон записан в математической форме, связывающей постулат с необходимыми условиями существования «идеального объекта» Неудивительно, что начиная с Ньютона, между теоретиками и экспериментаторами возникали не только конкуренция, но и конфликты. Например, часто И. Ньютон исправлял данные астрономов-наблюдателей, и это вызывало неприязнь. Люди, проводившие все свое время за наблюдениями и измерениями, не могли понять той «легкости», с которой теоретики, сидящие за письменным столом, вычисляли и предсказывали действительные события, за которыми они так долго и старательно охотились.

На самом деле труд теоретических исследователей был не таким уж легким. И. Ньютон долгие годы исправлял свое главное сочинение «Математические начала натуральной философии» и при этом, разумеется, учитывал наблюдения и измерения, полученные астрономами-наблюдателями.

Метод науки – единство анализа и синтеза. Сначала ученый выделяет в сложном феномене некоторые логически исходные «простые» аксиомы. А затем выявляются условия, при которых осуществляется реальный процесс. Наконец, выявляется количественная зависимость между явлением, протекающим в «идеальных» условиях и мешающими факторами. Так, разлагая сложное на простое и математически складывая простое в сложное, наука достигает точных вычислений и предсказаний.

Построение научной теории проходит ряд этапов. На базе эмпирических данных осуществляется их классификация, обобщение, логическая и математическая обработка. Теоретик стремится разделить эмпирические обобщения на основные и производные, построить логически взаимосвязанную систему, состоящую из гипотетических и опытно проверяемых высказываний.

Функции научной теории:

1. Синтетическая функция – объединение отдельных достоверных знаний в единую систему.

2. Объяснительная функция – выявление сущности изучаемого объекта, установление причинных, генетических, функциональных и других связей данного явления и рядом условий и факторов.

3. Предсказательная или прогностическая функция – вывод о существовании неизвестных науке объектах, их свойств, связей между процессами и т.д.

4. Практическая функция. Предназначение любой теории – быть воплощенной в практику.

5. Методологическая функция – формулирование на базе теории методов, приемов, операций, способов исследовательской работы.