История и философия науки (стр. 46 )

Во-вторых, для установления факта необходимо истолкование выявляемого в наблюдениях инвариантного содержания, для чего используются ранее полученные теоретические знания.

Таким образом, в формировании факта участвуют теоретические знания, которые были ранее проверены независимо. При этом новые факты могут служить основой развития новых теоретических идей и представлений и, в свою очередь, превратившись в достоверное знание, быть использованы в процедурах интерпретации при эмпирическом исследовании других областей действительности и формировании новых фактов.

Подобная точка зрения о теоретической нагруженности эмпирического базиса нашла свое разнообразное концептуальное оформление в теории парадигм Т. Куна, научно-исследовательских программ И. Лакатоса и др.

Также можно найти массу примеров тесного взаимодействия эмпирического и теоретического знания и в истории становления научного познания. Один из подобных примеров, связанных с развитием электромагнитной теории, приводится Л. де Бройлем – известным французским физиком – в работе «По тропам науки» (М.,1962): «Как известно, серьезное внимание физиков к теории Максвелла было привлечено работами Генриха Герца. Герц не только придал теории Максвелла простую и стройную математическую форму, чем та, в которую облек ее автор, но с помощью известных опытов он установил, что электрические колебательные системы излучают электромагнитные волны, свойства которых полностью аналогичны свойствам световых волн, и таким образом подвел экспериментальную базу под гениальное предположение Максвелла, согласно которому световые волны являются лишь частной разновидностью электромагнитных волн, соответствуя некоторому интервалу значений длин волн»[18].

Отмечая ценность и экспериментального и теоретического начал познания, отечественный исследователь указывает на специфику их взаимного существования и взаимодействия, которая, по его мнению, заключается, с одной стороны, в их не сводимости друг к другу, а с другой, в их неотделимости друг от друга. «Опытное, экспериментальное начало практически представляет собою своеобразное чувственное анализирование действительности. Именно опыт представляет первичные, базовые данные (факты), которые образуют фундамент науки. Теоретический анализ имеет своей целью описать и объяснить опытные данные. Теория вскрывает связи в мире чувственных восприятий и тем самым придает им смысл. Активное взаимопроникновение опытного и теоретического начал в познании есть выражение того факта, что человек познает руками и головой на основе синтеза материального действия и свободно развивающейся мысли. Основным, наиболее значимым результатом подобного взаимодействия опытного и теоретического начал познания является разработка научной теории как относительно целостной и замкнутой системы знаний об исследуемых процессах»[19].

Подобная точка зрения характерна не только для отечественной философии науки. Ограниченные познавательные возможности эмпирического уровня научного познания проявили себя и стали очевидны еще древнегреческим философам. Они придали импульс поиску и обоснованию иных принципов познания. Известный исследователь науки Ст. Тулмин в своей работе «Человеческое понимание» (М.,1984) говорит о том, что поиск «беспристрастной рациональной точки зрения» было одним из исходных пунктов всей традиции западной философии. Уже Гераклит настаивал на том, что свидетельства чувств относятся только к частным моментам и положениям, а для того, чтобы судить о противоречиях в этих свидетельствах, мы нуждаемся в каких-то более постоянных теоретических принципах. «Если к тому же такая же изменчивость и случайность подрубают основы языка, как вслед за ним делал вывод Кратил, то мы вдобавок нуждаемся в каких-то более постоянных критериях, чтобы гарантировать общепринятые значения слов»[20]. Именно поэтому, отмечает далее Ст. Тулмин, «рациональная потребность в беспристрастной точке зрения остается настоятельной и законной. Выбор все еще остается выбором между применением превосходящей силы и уважением к нелицеприятной дискуссии, между авторитарным навязыванием мнений и внутренним авторитетом хорошо обоснованных аргументов»[21].

В значительной степени доминирование последнего обстоятельства обуславливает роль и значение, отводимую теории в научном познании.

Теоретический уровень научного знания. Переходя к анализу теоретического уровня познания изначально можно выделить в нем наличие двух подуровней.[22]

Первый уровень образуют частные теоретические модели и законы, выступающие в качестве теорий, раскрывающих сущность достаточно ограниченной области явлений.

Второй подуровень образуют развитые, общезначимые, фундаментальные научные теории, включающие частные теоретические законы в качестве следствий фундаментальных теорий.

Так, законы и теоретические модели, характеризующие отдельные виды механического движения: законы Кеплера о движении планет вокруг Солнца, законы Галилея о свободном падении тел и др. могут выступать в качестве примера теорий первого подуровня, а теоретические законы ньютоновской механики, обобщившие все эти теоретические знания, выступают в качестве примера развитых теорий, относящихся ко второму подуровню теоретических знаний.

Но, не следует полагать, что в теории присутствует линейная организация абстрактных объектов и, соответственно, уровней теоретического знания. Внутренняя организация сети теоретических конструктов, как показал один из известных зарубежных исследователей - Г. Маргенау, включает в себя различные, относительно самостоятельные подсистемы, взаимодействующие друг с другом. Вместе с тем, выделение указанных уровней связано с той ролью, которую играет та или иная сеть абстрактных объектов в определении специфики данной теории. Именно в соответствии с этим выделяется сеть объектов, образующих фундаментальную теоретическую схему, и сеть абстрактных объектов, образующих частные теоретические схемы, конкретизирующие фундаментальную схему и обеспечивающие переход от рассмотрения общих характеристик реальности к рассмотрению конкретных типов взаимодействия.

Кроме того, теоретическое знание на каждом своем подуровне представляет собой двухслойную конструкцию, состоящую из теоретической модели и формулируемого на ее основе теоретического закона.

Теоретическая модель представляет собой совокупность абстрактных объектов (теоретических конструктов, между которыми установлены строго определенные связи и отношения). Относительно этих абстрактных объектов теоретической модели и формулируются теоретические законы. Именно поэтому теоретический закон может быть использован при объяснении реальной ситуации опыта только в том случае, если теоретическая модель ранее была обоснована с точки зрения ее способности отображать существенные связи действительности, проявляющиеся в подобных ситуациях. С этой точки зрения обнаружение соотношения неопределенностей В. Гейзенбергом в 1927 г. демонстрирует пример обоснования теоретического факта на основе создания теоретической модели из абстрактных объектов. Это соотношение относится в своей простейшей форме к ситуации, когда мы имеем материальную частицу массой м, двигающуюся в пространстве, пусть это будет одномерное пространство R с координатой х, со скоростью υ. Гейзенберг доказал, что в квантовой теории, если мы пробуем измерить координату и скорость, мы не можем измерить их одновременно сколь угодно точно. Между ошибками измерения Δх и Δυ этих переменных существует взаимно-обратное соотношение, Δх´Δυ ≈ h/m, где h – постоянная Планка.

Постоянная Планка – это то, что характеризует наше вхождение в квантовый мир. Если она равняется нулю, то мы находимся в мире классической физики. Если она отлична от нуля, то мы попадаем в мир квантовых явлений. Предметы макро и мега миров настолько велики, что постоянная Планка может считаться равной нулю. Для электронов и атомов это уже неверно (так, для электрона h/m ≈ 1 см2 (сек). Наличие подобного соотношения связано с тем, что квантовые частицы одновременно проявляют и волновые свойства, при этом длина волны λ связана со скоростью υ частицы соотношением де Бройля: mυ = h/λ в которое входит постоянная Планка[23].

Таким образом, мы видим, что данное соотношение было выведено на основе построения теоретической модели, включавшей в свою структуру такие абстрактные объекты, как материальная частица, одномерное пространство, координата, постоянная Планка. На основе рассмотрения этой теоретической модели была выявлена закономерность Δх´Δυ ≈ h/m.

Интерпретация этой ситуации позволила Бору сформулировать новую, теоретически выведенную закономерность[24], состоявшую в том, что у нас есть разные приборы для измерения координаты и скорости. Но это не просто разные приборы. Измеряя либо одну переменную, либо другую, мы находимся в разных экспериментальных ситуациях, которые невозможно соединить вместе. Эти ситуации являются дополнительными: либо мы смотрим в микроскоп и как можно более точно локализуем, где находится частица, либо мы ставим дифракционную решетку и пытаемся измерить длину волны λ, чтобы найти скорость.

В качестве другого примера можно привести теорию атома водорода, выдвинутую Н. Бором в 1913 г. Хотя все основные свойства и зависимости между теоретическими объектами в процессе построения данной теории можно было выразить чисто математически с помощью трех постулатов Бора, для облегчения рассуждений была построена наглядная модель, в которой атом водорода напоминает солнечную систему, в которой вокруг ядра вращается единственный электрон.

Данные примеры демонстрируют одну характерную особенность теоретически развитых научных дисциплин, таких, как физика, химия и др. – это применение количественных методов исследования. Законы их теорий формулируются на языке математики. Признаки абстрактных объектов, образующих теоретическую модель, выражаются в форме физических величин, а отношения между этими признаками – в форме связей между величинами, входящими в уравнение. При этом теоретическая модель, выполняя роль основы интерпретации той или иной математической формулы, тем самым позволяет посредством решения уравнений и анализа результатов развернуть содержание теоретической модели. Через выявление всего богатства связей и отношений, заложенных в теоретической модели, можно добиться получения новых знаний об исследуемой реальности.