Методология научных исследований : нейрокогнитивный подход (стр. 38 )

Необходимость в построении теории и отличие теории от других форм рационального познания станут более ясными, если подробней раскрыть ее задачи и роль в научном исследовании.

6.2.1. Систематизация научного знания

Хотя всякая наука начинается с накопления фактов и их обобщения, действительный ее прогресс происходит тогда, когда она переходит к построению теорий, с помощью которых все знания, известные в какой-либо отдельной области исследования, объединяются в единую систему. В такой системе стремятся большую часть знаний логически вывести из сравнительно небольшого числа исходных утверждений, которые в математике называют аксиомами, а в естествознании — гипотезами, принципами или законами.

В качестве исходных посылок для вывода могут быть взяты либо обобщения и гипотезы, уже известные в науке, либо — что бывает чаще всего — новые, более сильные гипотезы или принципы. Одна из важных задач построения теории в естественных науках состоит в том, чтобы получить найденные эмпирическим путем результаты как логические следствия некоторых исходных принципов или гипотез. Благодаря этому становится возможным контролировать и направлять процесс научного исследования. Располагая теорией, мы можем заранее сказать, какие эмпирические данные следует искать, при каких условиях их можно обнаружить. Иногда высказывается мнение, что открытие новых, интересных для науки фактов зависит исключительно от случая. Вряд ли можно с этим согласиться, так как при поиске новых фактов и даже планировании будущих наблюдений и экспериментов ученый руководствуется определенными теоретическими представлениями. Без соответствующей интерпретации сами факты останутся непонятыми, а поэтому и не могут быть обнаружены. Интерпретация предполагает обращение либо к существующей теории, либо к элементам вновь создаваемой теории. Кроме того, если некоторые факты, доступные непосредственному восприятию, можно случайно обнаружить без теории, то совершенно иначе обстоит дело с фактами, открытие которых требует использования специальных приборов и устройств. Объяснение объектов и явлений, непосредственно невоспринимаемых, в принципе невозможно без теории. Открытие радиоволн, генетического кода, античастиц и многих других явлений достаточно убедительно свидетельствует об этом.

6.2.2. Расширение, углубление и уточнение научного знания

Систематизация результатов научного исследования, которая достигается с помощью теории, дает возможность, во-первых, логически вывести то знание, которое было известно до построения теории; во-вторых, получить новое, ранее неизвестное знание и таким образом расширить границы познанного; в-третьих, углубить и уточнить существующие представления об исследуемой области действительности. Все эти особенности теории объясняются тем, что ее исходные положения — аксиомы, постулаты, гипотезы, законы и принципы — логически сильнее всех остальных ее утверждений. Вот почему построение теории не сводится к простой координации существующего знания, а обязательно предполагает использование более глубоких понятий, законов и принципов.

Как уже отмечалось, классическая механика Ньютона, базирующаяся на трех основных законах движения и законе всемирного тяготения, смогла объяснить и уточнить галилеевский закон свободного падения тел и законы движения планет, установленные Кеплером. Действительно, в рамках ньютоновской теории закон свободного падения тел может рассматриваться как частный случай движения тела под действием гравитационной силы. Поскольку же гравитационная сила обратно пропорциональна расстоянию между телами, то формулировка Галилея справедлива лишь в определенных границах, а именно: только для случаев свободного падения тел вблизи земной поверхности, то есть когда путь падения значительно меньше радиуса Земли. Аналогично этому закон Кеплера об эллиптической орбите планеты, движущейся вокруг Солнца, не учитывает возмущающего влияния других планет и поэтому не является вполне точным.

Закон всемирного тяготения совместно с другими основными законами движения механики Ньютона позволяет количественно рассчитать возмущающее воздействие других планет и тем самым уточняет кеплеровский закон, показывая, что траектория планеты не является строго эллиптической. Такое уточнение и углубление существовавших ранее знаний способствовало открытию неизвестных, новых планет Солнечной системы. Создание сначала специальной, а затем общей теории относительности выявило, что и законы классической механики Ньютона справедливы лишь в определенных границах.

Так, второй основной закон движения — о пропорциональности ускорения действующей силе — верен только для движений, скорость которых значительно меньше скорости света. В условиях, когда эта скорость оказывается сравнимой со скоростью света (например, при движении частиц в ускорителях), приходится учитывать релятивистские эффекты. Такого рода примеры можно было бы привести и из других областей естествознания.

В целом более общая теория отличается от менее общей глубиной, а следовательно, логической «силой» своих исходных посылок: принципов, законов и гипотез. Вследствие этого менее общая теория может быть получена из более общей в качестве некоторого частного случая.

Точнее говоря, математический аппарат менее общей теории представляет предельный случай более общей теории, когда некоторые переменные принимают определенные, фиксированные значения.

6.2.3. Объяснение и предсказание явлений

Подлинно научная теория не только систематизирует, расширяет и углубляет наше знание, но и объясняет его. Как уже отмечалось, при объяснении фактов и явлений всегда обращаются к законам, которые управляют этими явлениями.

Однако в науке законы выступают не обособленно, а в составе той или иной теории, поэтому подлинно научное объяснение в конечном итоге достигается лишь с помощью теории.

Отдельные эмпирические законы могут объяснить те или иные непосредственно наблюдаемые свойства и отношения явлений, но они не могут вскрыть их сущность, механизм протекания процессов. Вот почему для их объяснения обращаются к теоретическим законам. Рассматривая процесс вывода эмпирических законов из теоретических, мы сознательно упрощали дело, поскольку для такого вывода фактически используется не только один, обособленный теоретический закон, а вся совокупность идей теории.

В еще большей мере руководящая роль теории выступает при предсказании новых, ранее ненаблюдавшихся явлений. Многие из таких явлений без теории невозможно было бы обнаружить. Так, электромагнитная теория предсказала существование радиоволн, которые позже были экспериментально обнаружены Г. Герцем и впоследствии послужили основой для развития всей современной радиотехники. Общая теория относительности А. Эйнштейна предсказала отклонение светового луча в гравитационном поле и тем самым во многом способствовала признанию этой весьма сложной и абстрактной физической теории. Число подобных примеров можно было бы увеличить. Все они свидетельствуют о том, что предсказание новых, неизвестных явлений — важнейшая функция научной теории.

6.2.4. Повышение надежности научного знания

Объединение научного знания в единую систему, раскрытие логических взаимосвязей между различными положениями теории в значительной мере способствует повышению надежности знания. Об этом уже говорилось в главе четвертой при обсуждении специфики гипотетико-дедуктивного метода. Отдельные утверждения, эмпирические обобщения или законы подтверждаются только теми фактами, которые имеют к ним непосредственное отношение. Другими словами, когда эти факты могут быть выведены из обобщений или эмпирических законов, тогда их подтверждение служит доводом в пользу правильности сделанных обобщений. Будучи же включенными в состав теории, такие обобщения и законы косвенно подтверждаются теми следствиями, которые вытекают из других гипотез и законов, логически с ними связанных. Таким образом, если подтверждение отдельно взятого обобщения или закона ограничивается сравнительно небольшим числом фактов, то в составе теории эта область в принципе расширяется до границ, охватываемых теорией.

6.2.5. Объективная истинность теоретического знания

Являясь высшей формой организации научного знания, теория повышает уровень достоверности знания в такой степени, что ее результаты обычно считаются практически достоверными истинами. В данном случае речь идет о достаточно разработанных научных теориях, а не о простой системе логически взаимосвязанных гипотез.

Каким бы путем ни была найдена или построена гипотеза, эта форма научного познания дает предположительное, вероятностное знание о мире. Правда, степень такой вероятности может изменяться в довольно широких пределах, начиная от ложности и кончая практической достоверностью.

Гипотеза дает первый, предварительный ответ на поставленную проблему, и поэтому степень ее вероятности обычно никогда не приближается к практической достоверности. Совершенно иначе обстоит дело с теорией, которая представляет завершение определенного цикла исследования, в ходе которого под влиянием опыта и практики происходит не только очищение и исправление отдельных гипотез, но и превращение некоторых из них в законы. Наконец, все ранее полученные и новые результаты в рамках теории связываются в единую систему, вследствие чего возрастает надежность и объективная истинность научного знания.

Никакая теория не может, однако, исчерпывающим образом отобразить исследуемую область действительности и претендовать на истину в «последней инстанции».

Движение познания происходит от истин неполных, приблизительных, относительных к истинам все более полным и исчерпывающим, дающим все более точное отображение реального мира.

6.2.6. Теория как переход от абстрактного к конкретному знанию

Научное исследование начинается с непосредственного, чувственного познания конкретных предметов и явлений. Поскольку чувственное познание не дает понимания сущности явлений, то его результаты приходится подвергать переработке посредством мышления.

Первый цикл познания начинается, таким образом, от познания чувственно конкретного в самой действительности и завершается абстрактным мышлением. Абстрагируясь от несущественных свойств и отношений, наука получает возможность выяснить наиболее глубокие, внутренние связи и отношения явлений, т. е. их сущность.