Формирование первичных теоретических моделей и законов.

⇐ ПредыдущаяСтр 15 из 20Следующая ⇒

В философской и методологической литературе последних десятилетий все чаще предметом исследования становятся фундаментальные идеи, понятия и представления, образующие относительно устойчивые основания, на которых развиваются конкретные эмпирические знания и объясняющие их теории.

Выявление и анализ этих оснований предполагает рассмотрение научных знаний как целостной развивающейся системы. В западной философии такое видение науки начало формироваться сравнительно недавно, в основном в постпозитивистский период ее истории. Что же касается этапа, на котором доминировали представления о на-уке, развитые в рамках позитивистской философии, то их наиболее ярким выражением была так называемая стандартная концепция структуры и роста знания¹. В вей в качестве единицы анализа выступала отдельно взятая теория и ее взаимоотношение с опытом. Научное знание представало как набор теорий и эмпирических знаний, рассматриваемых в качестве базиса, на котором развиваются теории. Однако постепенно выяснялось, что эмпирический базис теории не является чистой, теоретически нейтральной эмпирией, что не данные наблюдения, а Факты представляют собой тот эмпирический базис, на который опираются теории. А факты теоретически нагружены, поскольку в их формировании принимают участие другие теории. И тогда проблема взаимодействия отдельной теории с ее эмпирическим базисом предстает и как проблема соотношения этой теории с другими, ранее сложившимися теориями, образующими состав теоретических знаний определенной научной дисциплины.

Несколько с другой стороны эта проблема взаимосвязи теорий выявилась при исследовании их динамики. Выяснилось, что рост теоретического знания осуществляется не просто как обобщение опытных фактов, но как использование в этом процессе теоретических понятий и структур, развитых в предшествующих теориях и применяемых при обобщении опыта. Тем самым теории соответствующей науки представали как некоторая динамичная сеть, целостная система, взаимодействующая с эмпирическими фактами. Системное воздействие знаний научной дисциплины ставило проблему системообразующих факторов, определяющих целостность соответствующей системы знаний. Так стала вырисовываться проблема оснований науки, благодаря которым организуются в системную целостность разнообразные знания научной дисциплины на каждом этапе ее исторического развития.

Наконец, рассмотрение роста знания в его исторической динамике обнаружило особые состояния, связанные с переломными эпохами развития науки, когда происходит радикальная трансформация наиболее фундаментальных ее понятий и представлений. Эти состояния получили название научных революций, и их можно рассматривать как перестройку оснований науки.

Таким образом, расширение поля методологической проблематики в постпозитивистской философии науки выдвинуло в качестве реальной методологической проблемы анализ оснований науки.

Эти основания и их отдельные компоненты были зафиксированы и описаны в терминах: “парадигма” (Т.Кун), “ядро исследовательской программы” (И.Лакатос), “идеалы естественного порядка” (С.Тулмин), “основные тематы науки” (Дж.Холтон), “исследовательская традиция” (Л.Лаудан).

В процессе дискуссий между сторонниками различных концепций остро встала проблема дифференцированного анализа оснований науки. Показательными в этом отношении могут служить дискуссии вокруг ключевого в концепции Куна понятия “парадигма”. Его крайнюю многозначность и расплывчатость отмечали многочисленные оппоненты Куна.

Под влиянием критики Кун попытался проанализировать структуру парадигмы. Он выделил следующие компоненты: “символические обобщения” (математические формулировки законов), образцы решения конкретных задач, “метафизические части парадигмы” и ценности (ценностные установки науки)². Это был шаг вперед по сравнению с первым вариантом концепции, однако на этом этапе структура оснований науки осталась непроясненной. Во-первых, не показано, в каких связях находятся выделенные компоненты парадигмы, а значит, строго говоря, не выявлена ее структура. Во-вторых, в парадигму, согласно Куну, включены как компоненты, относящиеся к глубинным основаниям научного поиска, так и формы знания, которые вырастают на этих основаниях. Например, в состав “символических обобщений” входят математические формулировки частных законов науки (типа формул, выражающих закон Джоуля-Ленца, закон механического колебания и т.п.). Но тогда получается, что открытие любого нового частного закона должно означать изменение парадигмы, т.е. научную революцию. Тем самым стирается различие между “нормальной наукой” (эволюционным этапом роста знаний) и научной революцией. В-третьих, выделяя такие компоненты науки, как “метафизические части парадигмы” и ценности. Кун фиксирует их “остенсивно”, через описание соответствующих примеров. Из приведенных Куном примеров видно, что “метафизические части парадигмы” понимаются им то как философские идеи, то как принципы конкретно-научного характера (типа принципа близкодействия в физике или принципа эволюции в биологии). Что же касается ценностей, то их характеристика Куном также выглядит лишь первым и весьма приблизительным наброском. По существу, здесь имеются в виду идеалы науки, причем взятые в весьма ограниченном диапазоне - как идеалы объяснения, предсказания и применения знаний.

В принципе можно сказать, что даже в самых продвинутых исследованиях оснований науки, к каким можно отнести работы Т.Куна, западная философия науки недостаточно аналитична. Она пока не установила каковы главные компоненты оснований науки и их связи. Не прояснены в достаточной мере и связи между основаниями науки и опирающимися на них теориями и эмпирическими знаниями. А это значит, что проблема структуры оснований, их места в системе знания и их функций в его развитии требует дальнейшего, более глубокого обсуждения.

В сложившейся и развитой системе дисциплинарного научного знания основания науки обнаруживаются, во-первых, при анализе системных связей между теориями различной степени общности и их отношения к различным формам эмпирических знаний в рамках некоторой дисциплины (физики, химии, биологии и т.д.), во-вторых, при исследовании междисциплинарных отношений и взаимодействий различных наук.

В качестве важнейших компонентов, образующих основания науки, можно выделить: 1) научную картину мира; 2) идеалы и нормы научного познания; 3) философские основания науки.

Перечисленные компоненты выражают общие представления о специфике предмета научного исследования, об особенностях познавательной деятельности, осваивающей тот или иной тип объектов, и о характере связей науки с культурой соответствующей исторической эпохи.

54.Классический вариант формирования развитой теории.

В науке классического периода развитые теории создавались путем последовательного обобщения и синтеза частных теоретических схем и законов.

Таким путем были построены фундаментальные теории классической физики - ньютоновская механика, термодинамика, электродинамика. Основные особенности этого процесса можно проследить на примере истории максвелловской электродинамики.

Создавая теорию электромагнитного поля Максвелл опирался на предшествующие знания об электричестве и магнетизме, которые были представлены теоретическими моделями и законами, выражавшими существенные характеристики отдельных аспектов электромасштабных взаимодействий (теоретические модели и законы Кулона, Ампера, Фарадея, Био и Савара и т.д.).

По отношению к основаниям будущей теории электромагнитного поля это были частные теоретические схемы и частные теоретические законы.

Исходную программу теоретического синтеза задавали принятые исследователем идеалы познания и картина мира, которая определяла постановку задач и выбор средств их решения.

В процессе создания максвелловской электродинамики творческий поиск целенаправляли, с одной стороны, сложившиеся в науке идеалы и нормы, которым должна была удовлетворять создаваемая теория (идеал объяснения различных явлений с помощью небольшого числа фундаментальных законов, идеал организации теории как дедуктивной системы, в которой законы формулируются на языке математики), а с другой стороны, принятая Максвеллом фарадеевская картина физической реальности, которая задавала единую точку зрения на весьма разнородный теоретический материал, подлежащий синтезу и обобщению. Эта картина ставила задачу - объяснить все явления электричества и магнетизма как передачу электрических и магнитных сил от точки к точке в соответствии с принципом близкодействия.

Вместе с постановкой основной задачи она очерчивала круг теоретических средств, обеспечивающих решение задачи. Такими средствами послужили аналоговые модели и математические структуры механики сплошных сред. Фарадеевская картина мира обнаруживала сходство между передачей сил в этих качественно различных типах физических процессов и тем самым создавала основу для переброски соответствующих математических структур из механики сплошных сред в электродинамику. Показательно, что альтернативное максвелловскому направление исследований, связанное с именами Ампера и Вебера, исходило из иной картины мира при поиске обобщающей теории электромагнетизма. В соответствии с этой картиной использовались иные средства построения теории (аналоговые модели и математические структуры заимствовались из ньютоновской механики материальных точек).

Синтез, предпринятый Максвеллом, был основан на использовании уже известной нам операции применения аналоговых моделей. Эти модели заимствовались из механики сплошных сред и служили средством для переноса соответствующих гидродинамических уравнений в создаваемую теорию электромагнитного поля. Применение аналогий является универсальной операцией построения новой теории как при формировании частных теоретических схем, так и при их обобщении в развитую теорию. Научные теории не являются изолированными друг от друга, они развиваются как система, где одни теории поставляют для других строительный материал.

Аналоговые модели, которые использовал Максвелл - трубки тока несжимаемой жидкости, вихри в упругой среде, - были теоретическими схемами механики сплошных сред.

Когда связанные с ними уравнения транслировались в электродинамику, механические величины замещались в уравнениях новыми величинами. Такое замещение было возможным благодаря подстановке в аналоговую модель вместо абстрактных объектов механики новых объектов - силовых линий, зарядов, дифференциально малых элементов тока и т.д. Эти объекты Максвелл заимствовал из теоретических схем Кулона, Фарадея, Ампера, схем, которые он обобщал в создаваемой им новой теории. Подстановка в аналоговую модель новых объектов не всегда осознается исследователем, но она осуществляется обязательно. Без этого уравнения не будут иметь нового физического смысла и их нельзя применять в новой области.

Еще раз подчеркнем, что эта подстановка означает, что абстрактные объекты, транслированные из одной системы знаний (в нашем примере из системы знаний об электричестве и магнетизме) соединяются с новой структурой (" сеткой отношений" ), заимствованной из другой системы знаний (в данном случае из механики сплошных сред). В результате такого соединения происходит трансформация аналоговой модели. Она превращается в теоретическую схему новой области явлений, схему на первых порах гипотетическую, требующую своего конструктивного обоснования.

55.Неклассический вариант формирование развитой теории.

Стратегии теоретического исследования не являются раз навсегда данными и неизменными. Они исторически меняются по мере эволюции науки.

Начиная со времен Бэкона и Декарта в философии и естествознании бытовало представление о возможности найти строгий, единственно истинный путь познания, который бы в любых ситуациях и по отношению к любым объектам гарантировал формирование истинных теорий. Этот идеал включался в основания классической науки. Он не отрицал изменчивости и многообразия ее конкретных методов, но в качестве цели, которой должен руководствоваться исследователь, провозглашал единую стратегию построения теории. Предполагалось, что вначале необходимо найти очевидные и наглядные принципы, полученные как обобщение опыта, а затем, опираясь на них, находить конкретные теоретические законы.

Эта стратегия полагалась единственно верным путем, методом, который только и приводит к истинной теории.. Применительно к исследованиям физики она требовала создания целостной картины изучаемой реальности как предварительного условия последующего применения математических средств ее описания.

Развитие естествознания XX века заставило пересмотреть эти методологические установки. Критические замечания в адрес классической стратегии исследований начали высказываться уже в конце XIX столетия в связи с обнаружением исторической изменчивости фундаментальных принципов науки, относительности их эмпирического обоснования и наличия конвенциональных элементов при их принятии научным сообществом (эмпириокритицизм, конвенциализм и др.). Выраженные в философии этого исторического периода определенные сомнения в абсолютности классической методологии исследований можно расценить как предварительный этап формирования новой парадигмы теоретического познания. Но сама эта парадигма утвердилась в науке во многом благодаря становлению современной, квантово-релятивистской физики, первой из естественных наук, продемонстрировавшей неклассические стратегии построения теории.

Характеризуя их, известный советский физик академик Л.И.Мандельштам писал: “Классическая физика большей частью шла так, что установление связи математических величин с реальными вещами предшествовало уравнениям, т.е. установлению законов, причем нахождение уравнений составляло главную задачу, ибо содержание величин заранее предполагалось ясным и для них искали уравнения....Современная теоретическая физика, не скажу — сознательно, но исторически так оно и было, пошла по иному пути. Это случилось само собой. Теперь прежде всего стараются угадать математический аппарат, оперирующий величинами, о которых или о части которых заранее вообще не ясно, что они обозначают”.

Этот способ исследований, который стал доминирующим в физике XX столетия, был связан с широким применением особого метода, получившего название математической гипотезы или математической экстраполяции.

Общая характеристика этого метода заключается в следующем. Для отыскания законов новой области явлений берут математические выражения для законов близлежащей области, которые затем трансформируют и обобщают так, чтобы получить новые соотношения между физическими величинами. Полученные соотношения рассматривают в качестве гипотетических уравнений, описывающих новые физические процессы. Указанные уравнения после соответствующей опытной проверки либо приобретают статус теоретических законов, либо отвергаются как несоответствующие опыту.

В приведенной характеристике отмечена главная особенность развития современных физических теорий: в отличие от классических образцов они начинают создаваться как бы с верхних этажей — с поисков математического аппарата — и лишь после того, как найдены уравнения теории, начинается этап их интерпретации и эмпирического обоснования. Правда, большего из воспроизведенной характеристики математической гипотезы извлечь, пожалуй, нельзя. Дальнейшая конкретизация этой характеристики требует установить, каким образом формируется в науке математическая гипотеза и в чем заключается процедура ее обоснования.

В этом направлении сделаны пока лишь первые шаги. Прежде всего следует отметить интересные замечания С.И.Вавилова по поводу существования регулятивных принципов (соответствия, простоты и т. д.), которые целенаправляют поиск адекватных математических средств. Особый круг проблем был поставлен автором термина “математическая экстраполяция” С.И.Вавиловым в связи с обсуждением природы корпускулярно-волнового дуализма. Было отмечено, что специфика математической гипотезы как метода современного физического исследования состоит не столько в том, что при создании теории перебрасываются математические средства из одной области в другую (этот метод всегда использовался в физике), сколько в особенностях самой такой переброски на современном этапе.

С.И.Вавилов подчеркивал, что математическая экстраполяция в ее современном варианте возникла потому, что наглядные образы, которые обычно служили опорой для создания математического формализма в классической физике, в настоящее время в квантово-релятивистской физике потеряли целостный и наглядный характер. Картина мира, принятая в современной физике, изображает специфические черты микрообъектов посредством двух дополнительных представлений - корпускулярного и волнового. В связи с этим оказывается невозможным выработать единую наглядную модель физической реальности как предварительную основу для развития теории. Приходится создавать теорию, перенося центр тяжести на чисто математическую работу, связанную с реконструкцией уравнений, “навеянных” теми или иными аналоговыми образами. Именно здесь и кроется необычность математической экстраполяции на современном этапе. “Опыт доводит до сознания отражение областей мира, непривычных и чуждых нормальному человеку. Для наглядной и модельной интерпретации картины не хватает привычных образов, но логика... облеченная в математические формы, остается в силе, устанавливая порядок и связи в новом, необычном мире”.

При таком понимании математической гипотезы сразу же возникает вопрос об ее отношении к картине мира, учитывающей специфику новых объектов. Очевидно, что здесь в неявной форме уже поставлена и проблема эвристической роли картины мира как предварительного основания для поиска адекватных математических средств, применяемых при формулировке физических законов. Весь круг этих проблем нуждается в специальном обсуждении.

⇐ Предыдущая 10 11 12 13 141516 17 18 19 Следующая ⇒