Элементы научного метода познания

Научное познание начинается с наблюдения природы.

Уже этот простейший метод получения знаний требует осмысленной и активной позиции. Наблюдение имеет определенную цель. Место, время и другие обстоятельства наблюдения планируются, а его результаты фиксируются для дальнейшего использования. Часто наблюдение выполняется с помощью технических средств и измерительных приборов.

Результаты наблюдений — наблюдательные факты — подвергаются систематизации и классификации, что позволяет сформулировать эмпирические обобщения.

Эмпирическое обобщение — это подсмотренная в природе закономерность, причины которой нам еще непонятны. Например, эмпирическим обобщением наблюдений восхода солнца является вывод о том, что солнце восходит в восточной стороне горизонта. Это еще не теоретический вывод, но уже и не отдельный факт. Это — более общая, чем факт, форма эмпирического знания. «Эм­пи­ри­че­с­кий» означает: «полу­чен­ный из опыта, из непосредственных ощущений».

Эмпирическое обобщение возникает путем индукции.

Индукция — метод познания, основанный на выведении общих следствий из частных посылок.

Так, если в течение нескольких лет наблюдений солнце каждый день восходит на востоке, возникает основание считать, что оно восходит на востоке всегда.

Иногда индукция бывает полной — если формулируемое общее утверждение удается проверить для всех объектов, к которым оно относится. Таковы, например, утверждения о том, что в данном цехе текстильной фабрики работают только женщины или что какое бы простое число мы ни взяли, всегда найдется еще большее простое число. Однако в естественных науках гораздо чаще используется неполная индукция, когда всеобщая закономерность формулируется на базе ограниченного числа фактов — ибо, как сказал Козьма Прутков, нельзя объять необъятного. В силу неполноты индуктивного вывода всегда сохраняется шанс, что в каких-то, до сих пор не исследовавшихся, условиях эмпирическое обобщение окажется несправедливым. Тем самым всегда остается возможность дальнейшего развития научного знания.

Эмпирическое обобщение неизбежно вызывает вопрос о причинах установленной закономерности, побуждая к выдвижению гипотез.

Гипотеза — это предположение о причине той или иной закономерности, о сущности того или иного объекта или явления

Гипотезы возникают не только в процессе научного познания. Например, в мифологической картине мира для объяснения каждого явления предлагается гипотеза, связывающая его с отдельным духом или божеством. В картинах мира монотеистических религий в качестве универсальной объяснительной причины всего выступает бог. Научная же гипотеза должна отвечать следующим требованиям:

1) Быть проверяемой. Крупнейший философ XX века К. Поппер сформулировал это требование парадоксально: научное утверждение отличается от ненаучного или лженаучного тем, что поддается объективной проверке, то есть мыслима такая ситуация, в которой оно несправедливо (принцип фальсифицируемости). Первое, что старается сделать если не автор новой гипотезы, то его коллеги — пытаются ее опровергнуть. Лишь если гипотеза успешно выдерживает все атаки, она принимается научным сообществом. В противоположность этому, практически все религии требуют веровать без доказательств, рассматривая сомнение как отступничество — возьмите хотя бы знаменитую формулу Тертуллиана: «Верую, ибо абсурдно!» или евангельскую притчу о Фоме неверующем. Причина понятна: гипотеза о существовании всемогущего Бога никакого отношения к науке и научному методу иметь не может, ибо в принципе непроверяема (если Бог всемогущ, он может сделать результаты любой проверки такими, как будто его нет).

2) Обладать общностью, то есть единым образом объяснять как можно больше разрозненных фактов и эмпирических обобщений. То же требование можно сформулировать «от противного»: число научных гипотез, привлекаемых для объяснения известных эмпирических данных, должно быть минимальным. В такой форме требование общности было высказано монахом-фран­ци­с­ка­нцем Уильямом Оккамом на рубеже XIII–XIV веков и известно как брит­ва Оккама: «Не умножай сущностей сверх необходимого[3]».

3) Обладать предсказательной силой. Предсказательная сила гипотезы заключается, во-первых, в самой возможности делать конкретные и нетривиальные прогнозы на ее основе (таким свойством не обладает, например, гипотеза о существовании всемогущего Бога), а во-вторых, в совпадении выводов из нее с фактами, установленными уже после формулирования гипотезы.

4) Научная гипотеза должна быть логически непротиворечивой, поскольку из противоречивого положения можно вывести любое желаемое утверждение. Как шутят специалисты по логике, если принять, что дважды два — пять, то отсюда можно логически вывести существование ведьм.

Если указанные требования к научной гипотезе выполнены, то на ее базе может быть построена научная теория.

Теория — высшая форма организации научного знания,
дающая точное и целостное представление о закономерностях определенной области действительности.

В рамках научной теории одни из эмпирических обобщений получают свое объяснение, а другие трансформируются в законы природы.

Закон природы — это выраженная словесно или математически необходимая связь между свойствами материальных объектов
и/или обстоятельствами происходящих с ними событий.

Например, закон всемирного тяготения выражает необходимую связь между массами тел и силой их взаимного притяжения; периодический закон Менделеева — связь между атомной массой (точнее, зарядом ядра атома) химического элемента и его химическими свойствами; законы Менделя — связь между признаками родительских организмов и их потомков.