Автор работы: Пользователь скрыл имя, 30 Января 2013 в 15:28, реферат
Научные знания представляют собой сложную развивающуюся систему, в которой по мере эволюции возникают все новые уровни организации. Они оказывают обратное воздействие на ранее сложившиеся уровни знания и трансформируют их. В этом процессе постоянно возникают новые приемы и способы теоретического исследования, меняется стратегия научного поиска.
Чтобы выявить закономерности этого процесса, необходимо предварительно раскрыть структуру научных знаний.
Будучи отличными от картины мира, теоретические схемы всегда связаны с ней. Установление этой связи является одним из обязательных условий построения теории.
Благодаря
связи с картиной мира происходит
объективизация теоретических схем.
Составляющая их система абстрактных
объектов предстает как выражение
сущности изучаемых процессов "в
чистом виде". Важность этой процедуры
можно проиллюстрировать на конкретном
примере. Когда в механике Герца
вводится теоретическая схема
Процедура отображения теоретических схем на картину мира обеспечивает ту разновидность интерпретации уравнений, выражающих теоретические законы, которую в логике называют концептуальной (или семантической) интерпретацией и которая обязательна для построения теории. Таким образом, вне картины мира теория не может быть построена в завершенной форме.
Картины
реальности, развиваемые в отдельных
научных дисциплинах, не являются изолированными
друг от друга. Они взаимодействуют
между собой. В этой связи возникает
вопрос: существуют ли более широкие
горизонты систематизации знаний, формы
их систематизации, интегративные по
отношению к специальным
И если дисциплинарные онтологии (специальные научные картины мира) репрезентируют предметы каждой отдельной науки (физики, биологии, социальных наук и т.д.), то в общей научной картине мира представлены наиболее важные системно-структурные характеристики предметной области научного познания как целого, взятого на определенной стадии его исторического развития.
Революции в отдельных науках (физике, химии, биологии и т.д.), меняя видение предметной области соответствующей науки, постоянно порождают мутации естественно-научной и общенаучной картин мира, приводят к пересмотру ранее сложившихся в науке представлений о действительности. Однако связь между изменениями в картинах реальности и кардинальной перестройкой естественно-научной и общенаучной картин мира не однозначна. Нужно учитывать, что новые картины реальности вначале выдвигаются как гипотезы. Гипотетическая картина проходит этап обоснования и может весьма длительное время сосуществовать рядом с прежней картиной реальности. Чаще всего она утверждается не только в результате продолжительной проверки опытом ее принципов, но и благодаря тому, что эти принципы служат базой для новых фундаментальных теорий.
Вхождение новых представлений о мире, выработанных в той или иной отрасли знания, в общенаучную картину мира не исключает, а предполагает конкуренцию различных представлений об исследуемой реальности.
Картина
мира строится коррелятивно схеме метода,
выражаемого в идеалах и нормах
науки. В наибольшей мере это относится
к идеалам и нормам объяснения,
в соответствии с которыми вводятся
онтологические постулаты науки. Выражаемый
в них способ объяснения и описания
включает в снятом виде все те социальные
детерминации, которые определяют возникновение
и функционирование соответствующих
идеалов и норм научности. Вместе
с тем постулаты научной
Возьмем, например, представления об абсолютном пространстве механической картины мира. Они возникали на базе идеи однородности пространства. Напомним, что эта идея одновременно послужила и одной из предпосылок становления идеала экспериментального обоснования научного знания, поскольку позволяла утвердиться принципу воспроизводимости эксперимента. Формирование же этой идеи и ее утверждение в науке было исторически связано с преобразованием мировоззренческих смыслов категории пространства на переломе от Средневековья к Новому времени. Перестройка всех этих смыслов, начавшаяся в эпоху Возрождения, была сопряжена с новым пониманием человека, его места в мире и его отношения к природе. Причем модернизация смыслов категории пространства происходила не только в науке, но и в самых различных сферах культуры. В этом отношении показательно, что становление концепции гомогенного, евклидова пространства в физике резонировало с процессами формирования новых идей в изобразительном искусстве эпохи Возрождения, когда живопись стала использовать линейную перспективу евклидова пространства, воспринимаемую как реальную чувственную достоверность природы.
Представления о мире, которые вводятся в картинах исследуемой реальности, всегда испытывают определенное воздействие аналогий и ассоциаций, почерпнутых из различных сфер культурного творчества, включая обыденное сознание и производственный опыт определенной исторической эпохи.
Нетрудно, например, обнаружить, что представления об электрическом флюиде и теплороде, включенные в механическую картину мира в XVIII в., складывались во многом под влиянием предметных образов, почерпнутых из сферы повседневного опыта и производства соответствующей эпохи. Здравому смыслу XVIII столетия легче было согласиться с существованием немеханических сил, представляя их по образу и подобию механических, например, представляя поток тепла как поток невесомой жидкости - теплорода, падающего наподобие водяной струи с одного уровня на другой и производящего за счет этого работу так же, как совершает эту работу вода в гидравлических устройствах. Но вместе с тем введение в механическую картину мира представлений о различных субстанциях - носителях сил - содержало и момент объективного знания. Представление о качественно различных типах сил было первым шагом на пути к признанию несводимости всех видов взаимодействия к механическому. Оно способствовало формированию особых, отличных от механического, представлений о структуре каждого из таких видов взаимодействия.
Формирование картин исследуемой реальности в каждой отрасли науки всегда протекает не только как процесс внутринаучного характера, но и как взаимодействие науки с другими областями культуры.
Вместе
с тем, поскольку картина реальности
должна выразить главные сущностные
характеристики исследуемой предметной
области, постольку она складывается
и развивается под
Философские основания науки
Рассмотрим
теперь третий блок оснований науки.
Включение научного знания в культуру
предполагает его философское обоснование.
Оно осуществляется посредством
философских идей и принципов, которые
обосновывают онтологические постулаты
науки, а также ее идеалы и нормы.
Характерным в этом отношении
примером может служить обоснование
Фарадеем материального статуса
электрических и магнитных
Экспериментальные исследования Фарадея подтверждали идею, что электрические и магнитные силы передаются в пространстве не мгновенно по прямой, а по линиям различной конфигурации от точки к точке. Эти линии, заполняя пространство вокруг зарядов и источников магнетизма, воздействовали на заряженные тела, магниты и проводники. Но силы не могут существовать в отрыве от материи. Поэтому, подчеркивал Фарадей, линии сил нужно связать с материей и рассматривать их как особую субстанцию.
Не
менее показательно обоснование
Н. Бором нормативов квантово-механического
описания. Решающую роль здесь сыграла
аргументация Н. Бора, в частности
его соображения о
Как
правило, в фундаментальных областях
исследования развитая наука имеет
дело с объектами, еще не освоенными
ни в производстве, ни в обыденном
опыте (иногда практическое освоение таких
объектов осуществляется даже не в
ту историческую эпоху, в которую
они были открыты). Для обыденного
здравого смысла эти объекты могут
быть непривычными и непонятными. Знания
о них и методы получения таких
знаний могут существенно не совпадать
с нормативами и
Философские основания науки не следует отождествлять с общим массивом философского знания. Из большого поля философской проблематики и вариантов ее решений, возникающих в культуре каждой исторической эпохи, наука использует в качестве обосновывающих структур лишь некоторые идеи и принципы.
Формирование
и трансформация философских
оснований науки требует не только
философской, но и специальной научной
эрудиции исследователя (понимания
им особенностей предмета соответствующей
науки, ее традиций, ее образцов деятельности
и т.п.). Оно осуществляется путем
выборки и последующей
Гетерогенность философских оснований не исключает их системной организации. В них можно выделить по меньшей мере две взаимосвязанные подсистемы: во-первых, онтологическую, представленную сеткой категорий, которые служат матрицей понимания и познания исследуемых объектов (категории "вещь", "свойство", "отношение", "процесс", "состояние", "причинность", "необходимость", "случайность", "пространство", "время" и т.п.), во-вторых, эпистемологическую, выраженную категориальными схемами, которую характеризуют познавательные процедуры и их результат (понимание истины, метода, знания, объяснения, доказательства, теории, факта и т.п.).
Обе
подсистемы исторически развиваются
в зависимости от типов объектов,
которые осваивает наука, и от
эволюции нормативных структур, обеспечивающих
освоение таких объектов. Развитие
философских оснований
Научные знания представляют собой
сложную развивающуюся систему,
в которой по мере эволюции возникают
все новые уровни организации. Они
оказывают обратное воздействие
на ранее сложившиеся уровни знания
и трансформируют их. В этом процессе
постоянно возникают новые
Чтобы выявить закономерности этого процесса,
необходимо предварительно раскрыть структуру
научных знаний.
В своих развитых формах наука предстает
как дисциплинарно организованное знание,
в котором отдельные отрасли - научные
дисциплины (математика; естественно-научные
дисциплины - физика, химия, биология и
др.; технические и социальные науки) выступают
в качестве относительно автономных подсистем,
взаимодействующих между собой.
Научные дисциплины возникают и развиваются
неравномерно. В них формируются различные
типы знаний, причем некоторые из наук
уже прошли достаточно длительный путь
теоретизации и сформировали образцы
развитых и математизированных теорий,
а другие только вступают на этот путь.
Специфика предмета каждой науки может
привести и к тому, что определенные типы
знаний, доминирующие в одной науке, могут
играть подчиненную роль в другой. Они
могут также представать в ней в трансформированном
виде. Наконец, следует учитывать, что
при возникновении развитых форм теоретического
знания более ранние формы не исчезают,
хотя и могут резко сузить сферу своего
применения.
Система научного знания каждой дисциплины
гетерогенна. В ней можно обнаружить различные
формы знания: эмпирические факты, законы,
принципы, гипотезы, теории различного
типа и степени общности и т.д.Все эти формы
знания могут быть отнесены к двум основным
уровням организации знания: эмпирическому
и теоретическому. Можно провести различение двух уровней
научного познания, принимая во внимание
специфику методов и характер предмета
исследования.Рассмотрим более детально
эти различия. Начнем с особенностей средств
теоретического и эмпирического исследования.
Эмпирическое исследование базируется
на непосредственном практическом взаимодействии
исследователя с изучаемым объектом. Оно
предполагает осуществление наблюдений
и экспериментальную деятельность. Поэтому
средства эмпирического исследования
необходимо включают в себя приборы, приборные
установки и другие средства реального
наблюдения и эксперимента.
В теоретическом же исследовании отсутствует
непосредственное практическое взаимодействие
с объектами. На этом уровне объект может
изучаться только опосредованно, в мысленном
эксперименте, но не в реальном.
Кроме средств, которые связаны с организацией
экспериментов и наблюдений, в эмпирическом
исследовании применяются и понятийные
средства. Они функционируют как особый
язык, который часто называют эмпирическим
языком науки. Он имеет сложную организацию,
в которой взаимодействуют собственно
эмпирические термины и термины теоретического
языка.
Смыслом эмпирических терминов являются
особые абстракции, которые можно было
бы назвать эмпирическими объектами. Их
следует отличать от объектов реальности.
Эмпирические объекты - это абстракции,
выделяющие в действительности некоторый
набор свойств и отношений вещей. Реальные
объекты представлены в эмпирическом
познании в образе идеальных объектов,
обладающих жестко фиксированным и ограниченным
набором признаков. Реальному же объекту
присуще бесконечное число признаков.
Любой такой объект неисчерпаем в своих
свойствах, связях и отношениях.
Возьмем, например, описание опытов Жан-Батиста
Био и Феликса Савара, в которых было обнаружено
магнитное действие электрического тока.
Это действие фиксировалось по поведению
магнитной стрелки, находящейся вблизи
прямолинейного провода с током. И провод
с током, и магнитная стрелка обладали
бесконечным числом признаков. Они имели
определенную длину, толщину, вес, конфигурацию,
окраску, находились на некотором расстоянии
друг от друга, от стен помещения, в котором
проводился опыт, от Солнца, от центра
Галактики и т.д.
Из этого бесконечного набора свойств
и отношений в эмпирическом термине "провод
с током", как он используется при описании
данного опыта, были выделены только такие
признаки: 1) быть на определенном расстоянии
от магнитной стрелки; 2) быть прямолинейным;
3) проводить электрический ток определенной
силы. Все остальные свойства здесь не
имеют значения, и от них мы абстрагируемся
в эмпирическом описании. Точно так же
по ограниченному набору признаков конструируется
тот идеальный эмпирический объект, который
образует смысл термина "магнитная
стрелка". Каждый признак эмпирического
объекта можно обнаружить в реальном объекте,
но не наоборот.
Что же касается теоретического познания,
то в нем применяются иные исследовательские
средства. Здесь отсутствуют средства
материального, практического взаимодействия
с изучаемым объектом. Язык теоретического
исследования отличается от языка эмпирических
описаний. В качестве его основы выступают
теоретические термины, смыслом которых
являются теоретические идеальные объекты.
Их также называют идеализированными
объектами, абстрактными объектами или
теоретическими конструктами. Это особые
абстракции, которые являются логическими
реконструкциями действительности. Ни
одна теория не строится без применения
таких объектов.
Их примерами могут служить материальная
точка, абсолютно черное тело, идеальный
газ, идеальный товар, который обменивается
на другой товар строго в соответствии
с законом стоимости (здесь происходит
абстрагирование от колебаний рыночных
цен).
Идеализированные теоретические объекты,
в отличие от эмпирических объектов, наделены
не только теми признаками, которые мы
можем обнаружить в реальном взаимодействии
объектов опыта, но и признаками, которых
нет ни у одного реального объекта. Например,
материальную точку определяют как тело,
лишенное размеров, но сосредоточивающее
в себе всю массу тела. Таких тел в природе
нет. Они выступают как результат мысленного
конструирования, когда мы абстрагируемся
от несущественных (в том или ином отношении)
связей и признаков предмета и строим
идеальный объект, который выступает носителем
только сущностных связей. В реальности
сущность нельзя отделить от явления,
одно проявляется через другое. Задачей
же теоретического исследования является
познание сущности в чистом виде. Введение
в теорию абстрактных, идеализированных
объектов как раз и позволяет решать эту
задачу.
Эмпирический и теоретический типы познания
различаются не только по средствам, но
и по методам исследовательской деятельности.
На эмпирическом уровне преобладает живое
созерцание (чувственное познание), рациональный
момент и его формы (суждения, понятия
и др.) здесь присутствуют, но имеют подчиненное
значение. Поэтому исследуемый объект
отражается преимущественно со стороны
своих внешних связей и проявлений , доступных
живому созерцанию и выражающих внутренние
отношения. Сбор фактов, их первичное обобщение,
описание наблюдаемых и экспериментальных
данных, их систематизация, классификация
и иная фактофиксирующая деятельность
- характерные признаки эмпирического
познания.
Эмпирическое, опытное исследование осваивает
свои объекты с помощью таких методов
как описание, сравнение, измерение, реальное
наблюдение, реальный эксперимент, анализ,
индукция, а его важнейшим элементом является
факт (от лат. factum - сделанное, свершившееся).
Что же касается теоретического исследования,
то здесь применяются особые методы: идеализация
(метод построения идеализированного
объекта); мысленный эксперимент с идеализированными
объектами, который как бы замещает реальный
эксперимент с реальными объектами; особые
методы построения теории (восхождение
от абстрактного к конкретному, аксиоматический
и гипотетико-дедуктивный методы); методы
логического и исторического исследования
и др.
Все эти особенности средств и методов
связаны со спецификой предмета эмпирического
и теоретического исследования. На каждом
из этих уровней исследователь может иметь
дело с одной и той же объективной реальностью,
но он изучает ее в разных предметных срезах,
в разных аспектах, а поэтому ее видение,
ее представление в знаниях будут даваться
по-разному. Эмпирическое исследование
в основе своей ориентировано на изучение
явлений и зависимостей между ними. На
этом уровне познания сущностные связи
не выделяются еще в чистом виде, но они
как бы высвечиваются в явлениях, проступают
через их конкретную оболочку.
На уровне же теоретического познания
происходит выделение сущностных связей
в чистом виде.
Сущность объекта представляет собой
взаимодействие ряда законов, которым
подчиняется данный объект. Задача теории
как раз и заключается в том, чтобы, расчленив
эту сложную сеть законов на компоненты,
затем воссоздать шаг за шагом их взаимодействие
и таким образом раскрыть сущность объекта.
Изучая явления и связи между ними, эмпирическое
познание способно обнаружить действие
объективного закона. Но оно фиксирует
это действие, как правило, в форме эмпирических
зависимостей, которые следует отличать
от теоретического закона как особого
знания, получаемого в результате теоретического
исследования объектов.
Эмпирическая зависимость является результатом
индуктивного обобщения опыта и представляет
собой вероятностно-истинное знание. Теоретический
же закон - это всегда знание достоверное.
Получение такого знания требует особых
исследовательских процедур.
Известен, например, закон Бойля - Мариотта,
описывающий корреляцию между давлением
и объемом газа: PV = const, где P - давление
газа, V - его объем.
Вначале он был открыт Р. Бойлем как индуктивное
обобщение опытных данных, когда в эксперименте
была обнаружена зависимость между объемом
сжимаемого под давлением газа и величиной
этого давления.
Сама история открытия этого закона весьма
интересна и поучительна. Как эмпирическая
зависимость он был получен во многом
случайно, как побочный результат спора
между двумя известными физиками XVIII столетия
Р. Бойлем и Ф. Линнусом. Спор шел по поводу
интерпретации опытов Бойля, обнаруживших
явление барометрического давления. Бойль
проделал следующий опыт: трубку, запаянную
сверху и наполненную ртутью, он погружал
в чашку с ртутью. Согласно принципу сообщающихся
сосудов следовало ожидать, что уровень
ртути в трубке и в чашке будет выровнен.
Но опыт показал, что лишь некоторая часть
ртути выливается в чашку, а остальная
часть в виде столбика стоит над поверхностью
ртути в чашке. Бойль интерпретировал
этот опыт следующим образом: давление
воздуха на поверхность ртути в чашке
удерживает столбик ртути над этой поверхностью.
Высота столбика является показателем
величины атмосферного давления. Тем самым
был предложен принцип барометра - прибора,
измеряющего давление.
Однако Ф. Линнус выдвинул следующие возражения:
воздух состоит из легких частиц, он подобен
тонкой и податливой жидкости, которая
не может устоять под давлением тяжелых
частиц ртути. Поэтому воздух не может
удерживать столб ртути. Удерживает его
притяжение ртути к верхнему концу барометрической
трубки. Линнус писал, что, затыкая сверху
барометрическую трубку пальцем, он чувствовал
нити притяжения, когда опускал ее в чашку.
Сам по себе этот исторический факт весьма
показателен. Он свидетельствует о том,
что один и тот же результат опыта может
получить различные интерпретации и использоваться
для подтверждения различных концепций.
Чтобы доказать Линнусу, что воздух способен
удерживать столб ртути, Бойль поставил
новый опыт. Он взял изогнутую в виде сифона
стеклянную трубку с запаянным коротким
коленом и стал постепенно наполнять ее
ртутью. По мере увеличения столбика ртути
воздух в колене сжимался, но не вытеснялся
полностью. Бойль составил таблицу отношения
объемов воздуха и величины столбика ртути
и послал ее Линнусу как доказательство
правильности своей интерпретации.
Казалось бы, история с объяснением барометрического
давления закончена. Но она получила неожиданно
продолжение. У Бойля был ученик, молодой
человек по имени Тоунлей, которого Бойль
обучал основам физики и математики. Именно
Тоунлей, изучая таблицу опытов Бойля,
подметил, что объемы сжимаемого воздуха
пропорциональны высоте давящего на воздух
столбика ртути. После этого Бойль увидел
свои опыты в новом ракурсе. Столбик ртути
- это своеобразный поршень, сжимающий
воздух, и вес столбика соответствуют
давлению. Поэтому пропорция в табличных
данных означает зависимость между величиной
давления и объема газа. Так было получено
соотношение PV = const, которое Бойль подтвердил
множеством опытов с давлениями, большими
и меньшими атмосферного.
Но имела ли эта зависимость статус достоверного
закона? Очевидно нет, хотя и выражалась
математической формулой. Это была зависимость,
полученная путем индуктивного обобщения
результатов опыта и поэтому имевшая статус
вероятностно-истинного высказывания,
а не достоверного знания, каковым является
теоретический закон.
Если бы Бойль перешел к опытам с большими
давлениями, то он обнаружил бы, что эта
зависимость нарушается. Физики говорят,
что закон PV = const применим только в случае
очень разреженных газов, когда система
приближается к модели идеального газа
и межмолекулярными взаимодействиями
можно пренебречь. А при больших давлениях
существенными становятся взаимодействия
между молекулами (ван-дер-ваальсовы силы),
и тогда закон Бойля нарушается. Зависимость,
открытая Бойлем, была вероятностно-истинным
знанием, обобщением такого же типа, как
утверждение "все лебеди белые", которое
было справедливым, пока не открыли черных
лебедей. Теоретический же закон PV = const
был получен позднее, когда была построена
модель идеального газа.
Вывел этот закон физик Д. Бернулли (академик
Санкт-Петербургской Императорской академии)
в 1730 г. Он исходил из атомистических представлений
о газе и представил частицы газа в качестве
материальных точек, соударяющихся наподобие
упругих шаров.
К идеальному газу, находящемуся в идеальном
сосуде под давлением, Бернулли применил
законы ньютоновской механики и путем
расчетов получил формулу PV = const. Это была
та же самая формула, которую уже ранее
получил Р. Бойль. Но смысл ее был уже иной.
У Бойля PV = const соотносилась со схемой
реальных экспериментов и таблицами их
результатов. У Бернулли она была связана
с теоретической моделью идеального газа.
В этой модели были выражены сущностные
характеристики поведения любых газов
при относительно небольших давлениях.
И закон, непосредственно описывающий
эти сущностные связи, выступал уже как
достоверное, истинное знание.
Итак, выделив эмпирическое и теоретическое
познание как два особых типа исследовательской
деятельности, можно сказать, что предмет
их разный, т. е. теория и эмпирическое
исследование имеют дело с разными срезами
одной и той же действительности. Эмпирическое
исследование изучает явления и их корреляции;
в этих корреляциях, в отношениях между
явлениями оно может уловить проявление
закона. Но в чистом виде он дается только
в результате теоретического исследования.
Следует подчеркнуть, что увеличение количества
опытов само по себе не делает эмпирическую
зависимость достоверным фактом, потому
что индукция всегда имеет дело с незаконченным,
неполным опытом. Сколько бы мы ни проделывали
опытов и ни обобщали их, простое индуктивное
обобщение опытных результатов не ведет
к теоретическому знанию. Теория не строится
путем индуктивного обобщения опыта. Это
обстоятельство во всей его глубине было
осознано в науке сравнительно поздно,
когда она достигла достаточно высоких
ступеней теоретизации.
Итак, эмпирический и теоретический уровни
познания отличаются по предмету, средствам
и методам исследования. Однако выделение
и самостоятельное рассмотрение каждого
из них представляет собой абстракцию.
В реальности эти два слоя познания всегда
взаимодействуют.
Информация о работе Эмпирический и теоретический уровни научного исследования