Теоретическое познание и его методы

Теоретический уровень научного исследования – более высокая ступень научного познания. Как было уже отмечено, эмпирическое и теоретическое познание различаются средствами и методами исследовательской деятельности. В этом смысле в теоретическом исследовании отсутствует непосредственное практическое взаимодействие с объектами. Здесь объект может изучаться только опосредованно. Поэтому объект на этом уровне изучается в мысленном эксперименте. На теоретическом уровне также применяются методы идеализации, особые методы построения теории (идеализация, мысленный эксперимент, формализация и др.). На данном уровне происходит раскрытие наиболее глубоких существенных связей, закономерностей, присущих изучаемым объектам. Результатами теоретического познания становятся гипотезы, теории.

Выделяя в научном исследовании указанные два различных уровня, не следует, однако, их отрывать друг от друга. Эмпирический и теоретический уровни познания взаимосвязаны между собой. Эмпирический уровень выступает в качестве основы теоретического. Гипотезы и теории формируются благодаря теоретическому осмыслению научных фактов, получаемых на эмпирическом уровне. В свою очередь, эмпирический уровень научного познания не может существовать без теоретических знаний. Эмпирическое познание основывается на теоретических идеях, которые определяют направление этого исследования, обосновывают применение тех или иных методов, тех или иных ранее известных форм причинной обусловленности явлений.

Мыслительная деятельность исследователя в процессе теоретического познания включает в себя особый вид абстрагирования, который называют идеализацией. Идеализацияпредставляет собой мысленное конструирование понятий о объектах, не существующих в действительности, но для которых имеются прообразы в реальном мире. Процесс идеализации предполагает исключение из рассмотрения свойств, которые присущи реальному объекту. Примером идеализации является, в частности, понятие «точка», под которой понимают тело, лишенное всяких размеров. Этот абстрактный объект, не имеющий измерений, используется при описании движения.

Процесс идеализации может осуществляться также путем наделения объекта какими-либо свойствами, которые в действительности не существуют. Примером может служить введенная путем идеализации в физику абстракция, известная под названием абсолютно чёрное тело.Такой объект наделён несуществующим в природе свойством поглощать абсолютно всю попадающую на него лучистую энергию, ничего не отражая и ничего не пропуская сквозь себя. Указанная идеализация сыграла важную роль в прогрессе научного познания в области физики.

Метод идеализации, играя позитивную роль в науке, имеет определенные ограничения. Развитие научного познания ставит учёных подчас перед необходимостью отказа от сформировавшихся ранее идеализированных представлений. Так, например, при создании специальной теории относительности пришлось отказаться от ньютоновских идеализаций «абсолютное пространство» и «абсолютное время».

Специфическим методом теоретического познания является мысленный эксперимент. Его также называют идеализированным экспериментом, потому что в отличие от реального эксперимента здесь оперируют идеализированными свойствами объекта. Иными словами, исследователь имеет дело не с реальным объектом и его свойствами, а с их мысленными образами. Оперирование образами происходит умозрительно, то есть в сознании. Мысленный эксперимент может играть вспомогательную роль в познании, если он используется как предварительное мысленное обдумывание реального эксперимента. Чаще всего любой реальный эксперимент вначале планируется, обдумывается. В этом смысле мысленный эксперимент – план реального эксперимента.

Мысленный эксперимент может иметь самостоятельное значение в научном познании, если существуют весомые ограничения для проведения реального эксперимента. К таковым относятся финансовые трудности, отсутствие материальной базы для проведения эксперимента, внешние воздействия, искажающие его результаты, и др. В научном познании возможны случаи, когда реальный эксперимент невозможно провести. Единственно возможным методом познания в этой ситуации является мысленный эксперимент.

В истории развития физики всегда широко использовались мысленные эксперименты. Примером могут служить мысленные эксперименты Галилея, которые привели к открытию закона инерции. Как это происходило? Что способствовало открытию закона инерции? Долгое время в физике господствовало утверждение, основанное на реальных экспериментах: движущее тело прекращает движение, если толкающая его сила прекращает свое действие. В этих экспериментах наблюдать равномерное непрекращающееся движение по инерции было невозможно. Галилей, проделав мысленные эксперименты с поэтапным идеализированием трущихся поверхностей, довёл до полного исключения существовние трения, вывел закон инерции. Только благодаря мысленному эксперименту оказалось возможным открыть фундаментальный закон механики.

Важным методом теоретического познания является формализация. Под формализацией понимается отображение результатов мышления в точных понятиях. В математике, где формализация наиболее развита, под ней понимается отображение содержательного знания с помощью знаковых формализмов. Примером формализации являются математические описания различных объектов.

Для осуществления формализации необходимо: наличие определенного набора знаков и наличие правил, по которым из исходных знаков могут быть получены «формулы» и благодаря которым можно переходить к другим формулам.

В результате создается формальная знаковая система, которая содержит в себе, благодаря краткости обширную научную информацию. Это создаёт широкие возможности для оперирования научной информацией. В частности, многим удаётся успешно пользоваться теоретическими выводами, так как они выражены в виде математических уравнений. Математическая символика является более точной, так как в ней отсутствует многозначность терминов, характерная для естественных языков.

Выражение теоретических положений науки в виде знаковой системы имеет большое значение для познания. Но при этом следует иметь в виду, что формализация возможна только при учете ее содержательной стороны. Это означает, что важной ступенью формализации является интерпретация математических формул, то есть выявление их эмпирического смысла.

Несмотря на широкое использование формализации как метода познания, его возможности не безграничны. Это утверждение получило обоснование благодаря австрийскому логику и математику Геделю, который доказал, что возможности любого формализованного языка ограничены.