ЭМПИРИЧЕСКИЙ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ УРОВНИ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ.

Наиболее рельефно познавательная деятельность человека проявляется в научном познании, т.к. именно наука по отношению к другим формам познания более всего нацелена на познавательное освоение действительности. Это выражается в особенностях научного знания.

Характерной чертой научного познания является его рациональность – апелляция к доводам разума и рассудка. Научное знание конструирует мир в понятиях. Научное мышление, прежде всего, является понятийной деятельностью, в искусстве же, например, формой освоения мира выступает художественный образ.

Другая особенность – это ориентация на выявление объективных законов функционирования и развития исследуемых объектов. Из этого следует, что наука стремится к предметному и объективному познанию действительности. Но поскольку известно, что любое знание (в том числе и научное) – сплав объективного и субъективного, то следует отметить специфику объективности научного знания. Она заключается в максимально возможной элиминации (удалении, изгнании) субъективного из знания.

Наука нацелена на открытие и разработку будущих способов и форм практического освоения мира, не только сегодняшних. Этим она отличается, например, от обыденного стихийно – эмпирического познания. Между научным открытием и применением его на практике, в каком – либо варианте, могут пройти десятилетия, но, в конечном счёте, теоретические достижения создают фундамент для будущих прикладных инженерно – технических разработок, для удовлетворения практических интересов.

Научное познание опирается на специализированные средства исследования, которые воздействуют на изучаемый объект и позволяют выявлять возможные его состояния в условиях, контролируемых субъектом. Специализированная научная аппаратура позволяет науке экспериментально изучать новые типы объектов.

Важнейшими особенностями научного знания являются его доказательность, обоснованность и системность. Специфика системности науки – в её двухуровневой организации: эмпирического и теоретического уровней и порядке их взаимодействия. В этом заключается уникальность научного познания и знания, поскольку ни какая другая форма познания не имеет двухуровневой организации.

К числу характерных черт науки относится и её особая методология. Наряду со знанием об объектах наука формирует знание о методах научной деятельности. Это приводит к образованию методологии как особой отрасли научного исследования, призванной направлять научный поиск.

Метод – это система принципов, приёмов, правил, требований, которыми необходимо руководствоваться в процессе познания.

Методы научного познания делятся на три группы: специальные (применимы отдельными науками), общенаучные (характеризуют ход познания во всех науках), универсальные (применимы во всех сферах познания). Эмпирический и теоретический уровни познания располагают своими приёмами и методами познания.

К эмпирическому уровню относятся приёмы и методы, непосредственно связанные с научной практикой, с теми видами предметной деятельности, благодаря которым обеспечивается накопление, фиксация, группировка и обобщение исходного материала для построения опосредованного теоретического знания.

Сюда относятся научное наблюдение, различные формы научного эксперимента, научные факты и способы их группировки.

К теоретическому уровню относятся все те виды и методы научного познания и способы организации знания, которые характеризуются той или иной степенью опосредованности и обеспечивают создание, построение и разработку научной теории как логически организованного знания.

Сюда относятся теория и такие её элементы и составные части как научные абстракции, идеализации, модели, научные законы, научные идеи и гипотезы, методы оперирования с научными абстракциями (дедукция, синтез, абстрагирование, логико – математические средства и т.д.).

Необходимо подчеркнуть, что хотя различие между эмпирическим и теоретическим уровнями обусловлено объективными качественными различиями в содержании и способах научной деятельности, а также характером самого знания, однако, это различие вместе с тем относительно. Ни одна форма эмпирической деятельности не возможна без теоретического её осмысления и, наоборот, теория, какой бы абстрактной она ни была, в конечном счёте, опирается на научную практику, на эмпирические данные.

В основе эмпирического познания лежит наблюдение. Наблюдение есть целенаправленное, организованное восприятие предметов и явлений. Оно опирается в основном на чувственные способности человека, что даёт знание о внешних сторонах, свойствах и признаках рассматриваемого объекта. Наблюдение включает: самого наблюдателя, объект исследования, условия наблюдения и средства наблюдения (установки, приборы, измерительные инструменты). Хотя наблюдение и связано с чувственностью субъекта, но неизбежно включает и теоретические установки, т.к. речь идёт о едином организме науки.

Наблюдения могут носить количественный и качественный характер. В основе количественного подхода лежит измерение. Измерение – это процесс определения отношения одной измеряемой величины, характеризующей изучаемый объект, к другой однородной величине, принятой за единицу. В основе операции измерения находится сравнение объектов по каким – либо сходным свойствам или сторонам. Для этого необходимо иметь определённые единицы измерения, которые дают возможность выразить изучаемые свойства со стороны их количественных характеристик. В свою очередь, это позволяет широко использовать в науке математические средства и создаёт предпосылки для математического выражения эмпирических зависимостей. Сравнение используется не только в связи с измерением. Ряд наук, например, биология, языкознание широко используют сравнительные методы.

Эксперимент в отличие от наблюдения характеризуется большей степенью активности со стороны субъекта, его вмешательством в естественный ход событий. Эксперимент есть вид деятельности, предпринимаемой в целях научного познания, состоящей в воздействии на научный объект (процесс) посредством специальных приборов. Благодаря этому удаётся:

- изолировать исследуемый объект от влияния побочных, несущественных явлений;

- многократно воспроизводить ход процесса в строго фиксированных условиях;

- планомерно изучать, комбинировать различные условия в целях получения искомого результата.

Итогом экспериментального исследования является достижение фактуального знания и установление эмпирических закономерностей. Эксперимент всегда есть средство для решения определённой познавательной задачи или проблемы, поскольку опосредован предварительным теоретическим знанием, и его задача – подтвердить или опровергнуть научную теорию, гипотезу. Можно выделить следующие виды эксперимента: 1) исследовательский, или поисковый; 2) проверочный; 3) воспроизводящий; 4) изолирующий; 5) качественный или количественный; 6) физический, химический, социальный, биологический и т. д. эксперимент. [Более подробно см.: Философия учебник/П.В. Алексеев, А.В. Панин; МГУ. М.: Проспект, 2009 – 604 с. Гл. XIV.] Особый вид эксперимента – мыслительный эксперимент. В отличие от обычного эксперимента в нём задаваемые условия – воображаемые, но воображение при этом строго регулируется известными законами науки и правилами логики. Учёный оперирует чувственными образами или теоретическими моделями, которые тесно связаны с их теоретической интерпретацией. Поэтому мысленный эксперимент относится скорее к теоретическому уровню, чем к эмпирическому уровню научного познания.

Большое значение имеет систематизация научных фактов. Научный факт – это не просто какое – либо событие, а событие, которое вошло в сферу научного познания и оказалось зафиксированным с помощью наблюдения или эксперимента. Систематизирование фактов означает процесс их группировки на основе существенных свойств. Одним из важнейших методов обобщения и систематизации фактов является индукция. Индукцию определяют как метод достижения вероятностного знания. Индукция выступает как процедура установления общего путём перечисления единичных случаев. Если число таких случаев ограничено, то она называется полной. Индукция может быть интуитивной – простая догадка, обнаружение общего в ходе наблюдения.

Рассуждение по аналогии также относится к числу индуктивных выводов, поскольку им свойственна вероятность. Обычно под аналогией понимают тот частный случай сходства между явлениями, который состоит в сходстве или тождестве отношений между элементами разных систем. Для увеличения степени правдоподобия выводов по аналогии необходимо увеличивать разнообразие и добиваться однотипности сравниваемых свойств, максимально расширять число сопоставляемых признаков. Тем самым через установления подобия между явлениями по существу совершается переход от индукции к другому методу – дедукции.

Дедукция отличается от индукции тем, что связана с предложениями, вытекающими из законов и правил логики, но истинность посылок – проблематична. Индукция же опирается на истинные посылки, но переход к предложениям – выводам остаётся проблемой. Поэтому в научном познании для обоснования положений эти методы дополняют друг друга.

Путь перехода от эмпирического познания к теоретическому очень сложен. Он носит характер диалектического скачка, в котором переплетаются различные и противоположные моменты, дополняющие друг друга: абстрактное мышление и чувственность, индукция и дедукция, анализ и синтез и т.д. Узловым пунктом в этом переходе находится гипотеза, её выдвижение, формулировка и разработка, её обоснование и доказательство.

Термин «гипотеза» употребляется в двух смыслах:

1) в узком смысле – обозначение некоторого предположения о закономерном порядке или других существенных связях и отношениях;

2) в широком смысле – как система предложений, из которых одни являются исходными посылками вероятностного характера, а другие представляют собой дедуктивное развёртывание этих посылок.

В результате экспериментальной проверки гипотеза или получает подтверждение, или опровергается. Однако эмпирическое подтверждение следствий из гипотезы не гарантирует её истинности, а опровержение одного из следствий не говорит однозначно о её ложности в целом. Переход гипотезы в статус теории – сложный процесс. Этот статус приобретает лучшая по результатам проверки из предложенных гипотез. Она должна быть максимально объяснена и иметь предсказательную силу. В современной науке выдвинуто положение об особой значимости гипотез «рискованных предсказаний» (по терминологии К. Поппера). Пример тому – предсказание Менделеева на основании гипотезы периодического закона существования неизвестных химических элементов и их свойств или предсказание общей теорией относительности отклонения луча света, проходящего вблизи Солнца, от прямолинейного пути. И та, и другая версии получили экспериментальное подтверждение, что способствовало превращению периодического закона и общей теории относительности из гипотез в теории. В выдвижении гипотезы большое значение имеет и интуиция, которая способствует проникновению в суть вещей.

Помимо содержательной гипотезы важна и математическая гипотеза. В этом случае сначала для объяснения количественных зависимостей подбирается из смежных областей науки подходящее уравнение или его видоизменение, а затем уже этому уравнению даётся содержательное истолкование. Как видно, это обратный процесс по отношению к содержательной гипотезе. Сфера применения математической гипотезы ограничена. Применима она в тех отраслях познания, где накоплен богатый материал математических средств в теоретическом исследовании (например, в физике). Так, Э. Шредингер для описания движения элементарных частиц взял за основу волновое уравнение классической физики, но дал иную интерпретацию его членов. В итоге был создан волновой вариант квантовой механики. В. Гейзенберг и М. Борн пошли в решении этой задачи другим путём. Они взяли за исходный пункт в выдвижении математической гипотезы канонические уравнения Гамильтона из классической механики, сохранив их математическую форму или тип уравнения, но ввели в эти уравнения новый тип величин – матрицы. В результате возник матричный вариант квантово – механической теории.

Наиболее строгой и проверенной частью теоретического познания выступает теория. Теорией называется такая система знания, для которой истинная оценка является вполне определённой и положительной. Теория есть система объективно истинного знания.

От гипотезы теория отличается своей достоверностью, от других видов достоверного знания (фактов, статистических данных и т.п.) отличается своей логической организацией и своим содержанием, состоящим в отражении сущности явлений. Теория – это знание о сущем. Объект на уровне теории предстаёт в его внутренней связи и целостности как система, строение и поведение которой подчиняется определённым законам. Благодаря этому теория объясняет многообразие имеющихся фактов и может предсказывать новые события, что говорит об её важнейших функциях: объяснительной и предсказательной (функция предвидения). Теория складывается из понятий и утверждений. В понятиях фиксируются качества и отношения объектов из предметной области. В утверждениях отражается закономерный порядок, поведение и структура предметной области. Особенность теории в том, что понятия и утверждения соединены между собой в логически стройную, последовательную систему. Совокупность логических отношений между терминами и предложениями теории образует её логическую структуру, которая является в общем и целом дедуктивной. Основное достоинство теории состоит в том, что подавляющее большинство образующих её высказываний может быть выведено из основных, исходных предложений чисто логическим путём на основании чётких логических или математических правил. Высказывания или предложения, получаемые с помощью такого вывода, называются следствиями теории. По своему содержанию следствия могут быть как законами данной теории, так и эмпирическими утверждениями, описывающими вполне определённые события, ситуации и процессы. Те же предложения, из которых выводятся следствия, обычно называются постулатами, принципами или аксиомами теории. В рамках каждой отдельной теории такие предложения принимаются за основу, но в принципе они сами могут оказаться следствием других, более широких и глубоких теорий.

Теории могут классифицироваться по различным признакам и основаниям: по степени связи с действительностью, по области создания, применения и т.д.

Законы – как наиболее существенные утверждения теории – выполняют ряд важных познавательных функций:

1. Отражают наиболее общие, устойчивые и необходимые связи изучаемых систем.

2. Позволяют объяснить уже известные и предсказывать новые явления данной предметной области на основе математических вычислений и логических умозаключений, не обращаясь до определённого времени к экспериментам.

3. Накладывают ограничения на свою предметную область, что необходимо для дальнейшего углубления познания. Так, законы классической механики применимы лишь к макрообъектам. Следовательно, любая теория имеет смысл лишь в определённых границах.

4. Выполняют функции запрета, систематизации и регулирования процедур исследования. Запрещая недопустимые или бессмысленные в рамках данной теории утверждения и абстракции, они исключают произвол. Каждый учёный может подходить к своей проблеме творчески, но это творчество регламентировано в определённых границах законами теории и регулируется ими. Если научное творчество не подчиняется установленным правилам, то необходимо либо создать новую теорию, либо перестроить старую, либо признать данную творческую идею ошибочной. Функции регулирования не запрещают творчества, а лишь требуют чёткой оценки его результатов и понимания того, насколько оно оправдано. Систематизирующая функция законов позволяет установить чёткое соподчинение и взаимосвязь между элементами и подсистемами данной предметной области, что облегчает дальнейшее исследование.

Среди методов научного мышления можно выделить ещё ряд приёмов, которые неотъемлемы от научного познания.

Абстрагирование и идеализация относятся к общенаучным приёмам исследования. Абстрагирование есть процесс мысленного выделения, вычленения отдельных интересующих признаков, свойств и отношений в процессе исследования с целью более глубокого их познания.

В процессе идеализации происходит предельное отвлечение от всех реальных свойств предмета. Образуется так называемый идеальный объект, которым можно оперировать припознании реальных объектов. Например, такие понятия как «точка», «прямая», «абсолютно чёрное тело» и другие. Так, понятие материальной точки в действительности не соответствует ни одному объекту. Но механик, оперируя этим идеальным объектом, способен теоретически объяснить и предсказать поведение реальных материальных объектов, таких как снаряд, искусственный спутник, планета Солнечной системы и т.д.

Моделирование – это такой метод исследования, при котором интересующий объект замещается другим, находящимся в отношении подобия к первому объекту. Знания, полученные при изучении модели, переносятся на оригинал на основании аналогии и теории подобия. Например, моделирование используется там, где изучение оригинала по каким – то причинам не возможно или связано с большим риском. Моделирование может быть предметным, физическим, математическим, логическим, знаковым в зависимости от выбора характера модели. В настоящее время развито и широко применяется компьютерное моделирование.

Моделирование основано на принципе системности. Это означает, что невозможно изучение окружающих нас сложных систем без соответствующих системных моделей. Такие модели оказываются чаще всего математическими и требуют для своего применения специальных программ и современной компьютерной техники. Принцип системности выдвигает главную задачу системного моделирования – правильно произвести упрощение сложного прототипа и построить наиболее простую доступную изучению модель. Она должна удовлетворять непременному условию: сохранять возможность обратного перехода к сложному системному прототипу, причём без потери существенной для его изучения информации.

Следует отметить, что для современной науке математизация стала универсальным явлением. Математические методы построения и развития теории широко применяются не только в физике и технических науках, но и во всех отраслях естествознания и в гуманитарных науках. Тем более что современное естествознание – особенно физика и астрономия – перешли к изучению таких процессов, которые нельзя представить и описать наглядно (микрообъекты и микропроцессы, гигантские космические образования и т.п.). Но эти явления хорошо описываются особыми математическими уравнениями, например, уравнениями волновыми или уравнениями квантового поля. Кроме того, усложнение современного научного познания потребовало использование математических методов и для описания, изучения самого научного знания. Формализованная теория даёт возможность, выводить одни предложения из других на основе правил формального преобразования. Зная соответствующие какому – либо исчислению исходные предложения (формулы, теоремы) и правила их преобразования, математик может построить неограниченную последовательность других формул и предложений.

Историческое развитие науки меняло само представление о научной рациональности, сохраняя всё же её качественную определённость. Это связано и с углублением самого познания, в том числе и научного, со степенью его зрелости, и с прогрессом общества.

В начале формирования науки, начиная с античности, сложилась дедуктивистская модель научной рациональности: научное знание – дедуктивно упорядоченная система положений, в основании которой лежат общие предпосылки, полученные внелогическим, внеопытным путём. Их истинность усматривалась как бы «очами разума» после его определённой подготовки к этому. Все остальные положения выводились из этих общих посылок дедуктивно. Дело учёного – доверять авторитету разума при принятии исходных предпосылок и жёстко следовать правилам дедуктивной логики при выведении и принятии всех остальных суждений. Этот эталон научности просуществовал до XIX века, правда, с XVI-XVII веков классическая наука видоизменилась, включив эксперимент как необходимый элемент в доказательность и обоснованность научного знания. Наряду с дедуктивной логикой стала развиваться индуктивная логика: от фактов – к общим положениям. Под фундаментальными основаниями классической науки понимались такие признаки, как: объективность научного знания, исключение из него всего субъективного, случайного; стремление к истинности знания как его соответствия объекту изучения, который противостоит учёному и никак от него не зависит; воспроизводимость научных результатов в эксперименте; кумулятивистское накопление знаний в историческом развитии и др.

Неклассическая наука сохранила веру в приоритет рациональности, но изменила ряд оснований. Революционные изменения в научной рациональности были обусловлены, главным образом, новым этапом в развитии естествознания. Когда естествоиспытатели перешли к исследованию непосредственно не наблюдаемых уровней природы (молекулы и атома, клетки, любых электромагнитных, а не только световых колебаний), закономерности поведения которых существенно отличались от макромира, возникла, прежде всего, проблема субъект – объектного взаимодействия. Субъект – учёный, используя широко экспериментальные средства, тем самым задавал свои условия объекту, включался в ход процесса и не мог быть оторванным от объекта, как этого требовала классическая наука. На базе включённости самого учёного в исследование стало возможно появление различных, нередко взаимоисключающих концепций, с помощью которых объясняли получаемые факты. Соответственно встал вопрос, возможна ли объективная истинность научного знания? Как показал Н. Бор, один из основоположников квантовой физики, при анализе квантовых эффектов невозможно провести резкуюяя границу между поведением квантовых объектов «самих по себе» и их взаимодействием с измерительными приборами, которые в познавательном процессе на уровне эксперимента определяют условия протекания физических явлений. В квантовой физике взаимодействие между квантовыми объектами и измерительными приборами включается в единое исследуемое квантовое явление. Поэтому на первый план стали выходить другие основания: непротиворечивость, логическая (и математическая) доказательность, обоснованность, плодотворность и др. В отличие от классической науки неклассическая наука допускает существование не только одной истины, т.к. исходит из плюрализма реальностей.

В дальнейшем постпозитивизм, введя социокультурные факторы в объяснение развития науки, научную рациональность закрепляли в таких понятиях, например, «научная парадигма» у Т. Куна, или «исследовательская программа» у И. Лакатоса. Деятельность учёного в той степени имеет смысл, в какой укладывается в рамки определённой «парадигмы», или «исследовательской программы». Сама научная рациональность имеет социокультурную обусловленность. Судить о рациональности действий учёного можно только в контексте принимаемых в данный исторический период научным сообществом парадигмальных установок. Принятие этих установок зависит не только от внутринаучных параметров, но более от исторических и социокультурных условий, поскольку критерии научности, образец мышления зависят от условий познания.

Постмодернизм ещё более свободно подходит к научной рациональности, погружая её в контекст социума и культуры. Субъективность учёного оказывается неотъемлемой частью реальности. Учёный имеет дело не столько с миром, сколько с отношением к этому миру в разных его формах, в контекстах разных парадигм. Поэтому и критерии нучности изменились, они приобрели релятивный характер: истинным становится то, что почитается таковым сторонниками той или иной парадигмы, в результате чего оказывается, что сколько парадигм – столько истин. Это ведёт к тому, что истинность знания начинает носить только локальный характер. По замечанию Ж.-Ф. Лиотара, современная наука есть антимодель стабильной системы. Это открытая система, связанная с открытым обществом и открытой культурой постмодернизма. [См.: Ж.-Ф. Лиотар. Состояние постмодерна. – С-Пб.,1998. - с.] В этих условиях постмодернизм большое значение отводит языку как системному организатору деятельности: каждая эпоха имеет свою эпистему – «проблемное поле», образующееся из дискурса различных научных дисциплин. Они и образуют эпистему. Каждый из дискурсов включает свод предписаний и запретов. Это и составляет особенность научной рациональности. В оценке научного знания на истинность на первый план выходит уже не объективность, а социальная значимость и творческая продуктивность.

Таким образом, представления о научной рациональности претерпевали и претерпевают изменения с течением времени и ходом развития познания. Вместе с тем значимость научного познания сохраняется на протяжении всей истории развития общества, ввиду его исключительной важности в деятельностном отношении к миру.