История и философия науки (стр. 47 )

Значительная роль, отводимая теоретическим моделям в процессе создания теорий и формулирования законов, их взаимосвязь с соответствующим математическим формализмом, требует отдельного выделения и рассмотрения. Поэтому такие модели обозначаются как теоретические схемы, ибо играют роль схем объектов, исследуемых в теории. Кроме того, во многом это необходимо сделать для того, чтобы отличить теоретические модели от других типов моделей (натуральных, аналоговых, знаковых, вероятностных и пр.[25]), некоторые из которых служат средством построения теории, но не включаются в ее состав.

В соответствии с указанными подуровнями теоретического знания можно говорить о теоретических схемах в составе фундаментальной теории и в составе частных теорий. Отличие их состоит в том, что в основании фундаментальной теории лежит теоретическая схема, построенная из небольшого набора базисных абстрактных объектов, конструктивно независимых друг от друга. Относительно нее формулируются фундаментальные теоретические законы. Частные же теоретические схемы подчинены фундаментальной, но по отношению друг к другу могут иметь независимый статус. Например, механика отчетливо представлена несколькими относительно независимыми разделами: механика малых колебаний, вращения твердого тела и т. д., составляющих фундаментальную теоретическую схему. В свою очередь, каждый из разделов образован системой своих специфических объектов; в механике малых колебаний - это «амплитуда», «период колебания»; в механике твердого тела – «главный момент инерции», «мгновенная ось вращения» и др. Они образуют частные теоретические схемы.

Говоря о частных теоретических схемах, необходимо подчеркнуть специфику образующих их абстрактных объектов: 1) они могут быть сконструированы на основе абстрактных объектов фундаментальной теоретической схемы, выступая как их модификация. Кроме того, в связи с тем, что теория не представляет собой линейной организации, то построение частных теоретических схем и связанных с ними уравнений может предшествовать образованию развитой фундаментальной теории. Более того, как отмечает [26], возможно параллельное существование частных теоретических и фундаментальных теоретических схем, описывающих одну и ту же область взаимодействия, но с альтернативных позиций. Это, например, характерно для периода становления электромагнитной теории (См: Структура научных революций. М.,1977.), когда было выдвинуто множество теорий, объяснявших явления электричества и магнетизма. Например, Фарадея, схема которого базировалась на идеи близкодействия и Ампера, основывавшейся на принципе дальнодействия.

Альтернативные схемы, как это было показано в работах отечественных и зарубежных исследователей: Т. Куна, и др., после образования фундаментальной теории или отбрасываются, или включаются в ее состав в трансформированном виде;

2) одни из них играют роль основных объектов теории, другие могут вводиться относительно независимо от остальных абстрактных объектов частной теории.

Таким образом, развитая научная теория представляет собой сложную, иерархически организованную систему теоретических схем и законов.

Функции научной теории. Свое конкретное проявление научная теория находит в тех функциях, которые осуществляются с ее помощью в процессе научного познания. Можно обеспечить несколько, наиболее важных функций теории, это: 1) информационная, 2) систематизирующая, 3) прогностическая, 4) объяснительная.

1)  Информативная функция теории выражается в получении необходимой информации об окружающем мире, что составляет задачу всякого процесса научного исследования, будь то наблюдения, эксперимента или теоретического рассуждения. Но специфика информационной функции теории заключается в том, что посредством нее устанавливается внутренняя, необходимая связь между различными эмпирическими законами. В результате этого становится возможным предсказать не только факты и явления, которые можно было бы предвидеть на основе только эмпирических законов, но и ранее неизвестные факты. Устанавливая корреляции между эмпирическими законами, теория дает возможность определить ту избыточную информацию, которая содержится в отдельных законах. Именно поэтому предсказания, вытекающие из теории, значительно более эффективны, чем предсказания, сделанные на основе эмпирических фактов. Таким образом, теория предоставляет дополнительное количество информации для дальнейшего развития познания.

2)  Систематизирующая функция теории определяется синтетическим характером научного знания. Она следует из того, что теория не ограничивается простым описанием эмпирического материала, а стремится так организовать и упорядочить его, чтобы большая его часть могла быть логически выведена из небольшого числа основных законов и принципов. Уже с помощью эмпирических законов становится возможным упорядочить значительное количество экспериментально установленных фактов, но теория делает новый шаг в этом направлении, состоящий в том, что она объединяет и обобщает разные эмпирические законы и гипотезы. Формально эта операция сводится к выведению уже известных и новых эмпирических законов в качестве следствий общих теоретических законов, принципов и допущений.

3)  Прогностическая функция теории состоит в том, что информация, сконцентрированная в законах и научных теориях, служит для прогнозирования будущих событий. Предсказание может быть сделано и на основании закона, и гипотезы, и даже простого эмпирического обобщения. Но при этом прогностическая специфика теории определяется большей широтой охвата и точностью характеристики будущих событий. Даже предсказания, которые можно вывести из закона, характеризуют лишь отдельные факты и их эмпирические взаимосвязи, не говоря уже о предсказаниях, сделанных на основе эмпирического обобщения или гипотезы. Предсказание на основе теории качественно отличается от других еще и тем, что позволяет указать на бесчисленное множество новых неизвестных фактов и эмпирических законов. В отдельных случаях из теории можно вывести и важные теоретические закономерности. Подобное произошло с законом о взаимосвязи между массой и энергией (Е = mc2), который был получен с помощью логико-математических методов из общих постулатов теории относительности А. Эйнштейна.

4)  Объяснение как функция науки взаимосвязано с предсказательной функцией. В ходе исследования они не только не исключают, а, наоборот, предполагают друг друга. История науки показывает, что подлинно научная теория должна не только предсказывать тот или иной факт или явление, но и объяснить, в силу каких причин они должны возникнуть. При этом, чем полнее и глубже объяснение теории, тем надежнее и точнее предсказание. Таким образом, между предсказанием и объяснением существует глубокая взаимосвязь[27].

Логико-методологические основы построения научной теории. Чтобы применить фундаментальные законы развитой теории к опыту для выполнения данных функций из нее необходимо получить следствия, сопоставимые с результатами опыта. Вывод таких следствий характеризуется как развертывание теории.

Развертывание теорий во многом зависит от того, как понимается строение теории, насколько глубоко выявлена ее содержательная структура. В логико-методологической литературе выделяется несколько подходов к построению научной теории:1) аксиоматический метод, 2) гипотетико-дедуктивный, 3) семантический, 4) генетический и т. д.[28]

1) Аксиоматический метод дает возможность точно отграничить первоначальные, исходные понятия и утверждения теории от производных. В формализованных аксиоматических системах эти понятия и утверждения выражаются с помощью символов и формул, к которым добавляют формулы, отображающие аксиомы и правила вывода соответствующей системы.

Построение аксиоматической системы начинается с выявления первоначальных, основных понятий теории, которые в ее рамках рассматриваются как неопределяемые. По мере введения новых понятий их стремятся определить с помощью первоначальных по логическим правилам определений. Решающий шаг в создании аксиоматической системы связан с выделением исходных утверждений теории, которые служат посылками дальнейших выводов и принимаются без доказательства. Эти утверждения называются аксиомами, или постулатами системы[29].

2)  Семантический подход к научной теории состоит в обращении внимания на те или иные особенности системы предложений, с помощью которых формулируется теория. Следуя ему, стремятся выявить, что обозначают формулировки теории, какое реальное содержание они выражают. В принципе любая теория может быть сформулирована на любом языке, быть представленной посредством разных аксиоматических систем. Исследуя структурные особенности языка, на котором была сформулирована теория, можно сделать некоторые выводы об особенностях теории. Этот подход дает возможность сравнивать различные формулировки теории. Поскольку многие теории различных научных дисциплин формулируются на языке математики, то семантический анализ оказывается весьма важным инструментом в процессе исследования структуры таких теорий.

3)  Гипотетико-дедуктивный метод построения теории начинается с установления и анализа имеющихся фактов, их простейших индуктивных обобщений и эмпирически найденных законов. Далее находят такие гипотезы, из которых можно было бы логически вывести остальное знание. Гипотезы в данном случае служат в качестве посылок дедукции, а факты и их обобщения контролируют правильность вывода. Если они вытекают из гипотезы в качестве следствий, то тем самым подтверждают правильность гипотезы.

Принцип упорядочения различных элементов теории здесь тот же, что и в аксиоматическом методе – основой рассуждений является дедуктивный логический метод. Разница лишь в том, что в случае с аксиоматическим методом вывод делается из аксиом, а при использовании гипотетико-дедуктивного метода – из гипотез.

4)  Генетический подход к теории дает возможность преодолеть метафизическое противопоставление индукции и дедукции в процессе научного исследования. Исходной посылкой этого подхода является утверждение о том, что иерархической структуре высказываний соответствует иерархия взаимосвязанных абстрактных объектов. Связи этих объектов образуют теоретические схемы различного уровня. В этом случае развертывание теории можно представить не только через оперирование высказываниями, но и через мысленные эксперименты с абстрактными объектами теоретической схемы.