Структура научного познания

За две с половиной тысячи лет своего существования наука превратилась в сложное, системно организованное образование с четко просматриваемой структурой. Основными элементами научного знания являются:

• твердо установленные факты;

• закономерности, обобщающие группы фактов;

• теории, как правило, представляющие собой системы закономерностей, в совокупности описывающих некий фрагмент реальности;

• методы как специфические приемы и способы исследования реальности, исходящие из особенностей и закономерностей изучаемых объектов;

• научные картины мира, рисующие обобщенные образы всей реальности, в которых сведены в некое системное единство все теории, допускающие взаимное согласование.

Главная опора, фундамент науки — это, конечно, установленные факты. Если они установлены правильно (подтверждены многочисленными свидетельствами наблюдения, экспериментов, проверок и т.д.), то считаются бесспорными и обязательными. Это — эмпирический, т.е. опытный, базис науки. Количество накопленных наукой фактов непрерывно возрастает. Естественно, они подвергаются первичному эмпирическому обобщению, приводятся в различные системы и классификации.

Обнаруженные в опыте общность фактов, их единообразие свидетельствуют о том, что найден некий эмпирический закон, общее правило, которому подчиняются непосредственно наблюдаемые явления.

Но значит ли это, что наука выполнила свою главную задачу, состоящую, как известно, в установлении законов? К сожалению, нет. Дело в том, что фиксируемые на эмпирическом уровне закономерности, как правило, мало что объясняют. Обнаружили, к примеру, древние наблюдатели, что большинство светящихся объектов на ночном небе движутся по четким кругообразным траекториям, а несколько других совершают какие-то петлеобразные движения. Общее правило для тех и других, стало быть, есть, только как его объяснить? А объяснить непросто, если не знать, что первые — это звезды, а вторые — планеты и их «неправильное» поведение в небе вызвано совместным с Землей вращением вокруг Солнца.

Кроме того, эмпирические закономерности обычно малоэври-стичны, т.е. не открывают дальнейших направлений научного поиска. Эти задачи решаются уже на другом уровне познания — теоретическом.

Проблема различения двух уровней научного познания — теоретического и эмпирического (опытного) — появляется из одной специфической особенности его организации, суть которой заключается в существовании различных типов обобщения доступного изучению материала. Наука ведь устанавливает законы. А закон есть существенная, необходимая, устойчивая, повторяющаяся связь явлений, т.е. нечто общее, а если строже — то и всеобщее для того или иного фрагмента реальности.

Общее же (или всеобщее) в вещах устанавливается путем абстрагирования, отвлечения от них тех свойств, признаков, характеристик, которые повторяются, являются сходными, одинаковыми во множестве вещей одного класса. Суть формально-логического обобщения как раз и заключается в отвлечении от предметов такой «одинаковости», инвариантности. Данный способ обобщения называют «абстрактно-всеобщим». Это связано с тем, что выделяемый общий признак может быть взят совершенно произвольно, случайно и никак не выражать сути изучаемого явления.

Например, известное античное определение человека как существа «двуногого и без перьев» в принципе применимо к любому индивиду и, следовательно, является абстрактно-общей его характеристикой. Но разве оно что-нибудь дает для понимания сущности человека и его истории? Определение же, гласящее, что чело-

век — это существо, производящее орудия труда, напротив, формально к большинству людей неприменимо. Однако именно оно позволяет построить некую теоретическую конструкцию, в общем удовлетворительно объясняющую историю становления и развития человека.

Здесь мы имеем дело уже с принципиально иным видом обобщения, позволяющим выделять всеобщее в предметах не номинально, а по существу. В этом случае всеобщее понимается не как простая одинаковость предметов, многократный повтор в них одного и того же признака, а как закономерная связь многих предметов, которая превращает их в моменты, стороны единой целостности, системы. А внутри этой системы всеобщность, т.е. принадлежность к системе, включает не только одинаковость, но и различия, и даже противоположности. Общность предметов реализуется здесь не во внешней похожести, а в единстве генезиса, общем принципе их связи и развития.

Именно эта разница в способах отыскания общего в вещах, т.е. установления закономерностей, и разводит эмпирический и теоретический уровни познания. На уровне чувственно-практического опыта (эмпирическом) возможно фиксирование только внешних общих признаков вещей и явлений. Существенные же внутренние их признаки здесь можно только угадать, схватить случайно. Объяснить же их и обосновать позволяет лишь теоретический уровень познания.

В теории происходит переорганизация, или переструктуризация, добытого эмпирического материала на основе некоторых исходных принципов. Это что-то вроде игры в детские кубики с фрагментами разных картинок. Для того чтобы беспорядочно разбросанные кубики сложились в единую картинку, нужен некий общий замысел, принцип их сложения. В детской игре этот принцип задан в виде готовой картинки-трафаретки. А вот как такие исходные принципы организации построения научного знания отыскиваются в теории — великая тайна научного творчества.

Наука потому и считается делом сложным и творческим, что от эмпирии к теории нет прямого перехода. Теория не строится путем непосредственного индуктивного обобщения опыта. Это, конечно, не означает, что теория вообще не связана с опытом. Изначальный толчок к созданию любой теоретической конструкции дает как раз практический опыт. И проверяется истинность теоретических выводов опять-таки их практическими приложениями. Однако сам процесс построения теории и ее дальнейшее развитие осуществляются от практики относительно независимо.

Итак, проблема различия теоретического и эмпирического уровней научного познания коренится в различии способов идеального воспроизведения объективной реальности, подходов к построению системного знания. Отсюда вытекают и другие, уже производные отличия этих двух уровней. За эмпирическим знанием, в частности, исторически и логически закрепилась функция сбора, накопления и первичной рациональной обработки данных опыта. Его главная задача — фиксация фактов. Объяснение же, интерпретация их — дело теории.

Различаются рассматриваемые уровни познания и по объектам исследования.Проводя исследование на эмпирическом уровне, ученый имеет дело непосредственно с природными и социальными объектами. Теория же оперирует исключительно с идеализированными объектами (материальная точка, идеальный газ, абсолютно твердое тело и проч.). Все это обусловливает и существенную разницу в применяемых методах исследования.Для эмпирического уровня обычны такие методы, как наблюдение, описание, измерение, эксперимент и др. Теория же предпочитает пользоваться аксиоматическим методом, системным, структурно-функциональным анализом, математическим моделированием и т.д.

Существуют, конечно, и методы, применяемые на всех уровнях научного познания: абстрагирование, обобщение, аналогия, анализ и синтез и др. Но все же разница в методах, применяемых на теоретическом и эмпирическом уровнях, не случайна. Более того, именно проблема метода была исходной в процессе самого осознания особенностей теоретического знания. В XVII в., в эпоху рождения классического естествознания, Ф. Бэкон и Р. Декарт сформулировали две разнонаправленные методологические программы развития науки: эмпирическую (индукционистскую) и рационалистическую (дедукциони-стскую).

Под индукцией, как мы помним, принято понимать такой способ рассуждения, при котором общий вывод делается на основе обобщения частных посылок. Проще говоря, это движение познания от частного к общему. Движение в противоположном направлении, от общего к частному, называется дедукцией.

Логика противостояния эмпиризма и рационализма в вопросе о ведущем методе получения нового знания, в общем, проста.

Эмпиризм.Действительное и хоть сколько-нибудь практичное знание о мире можно получить только из опыта, т.е. на основании наблюдений и экспериментов. А всякое наблюдение или эксперимент единичны. Поэтому единственно возможный путь познания природы — движение от частных случаев ко все более широким обобщениям, т.е. индукция. Другой же способ отыскания законов природы как бы обратный: сначала строят самые общие основания, а потом к ним приспосабливаются й посредством их проверяют частные выводы. По Ф. Бэкону, этот путь — «...матерь заблуждений и бедствие всех наук».

Рационализм.До сих пор самыми надежными и успешными были математические науки. А таковыми они стали потому, что применяют самые эффективные и достоверные методы познания: интеллектуальную интуицию и дедукцию. Интуиция позволяет усмотреть в реальности такие простые и самоочевидные истины, что усомниться в них совершенно невозможно. Дедукция же обеспечивает выведение из этих простых истин более сложного знания. И если она проводится по строгим правилам, то всегда будет приводить только к истине и никогда к заблуждениям. Индуктивные же рассуждения, конечно, тоже бывают хороши, но они никак не могут приводить ко всеобщим суждениям, в которых выражаются законы.

Эти методологические программы ныне считаются устаревшими и неадекватными. Эмпиризм недостаточен потому, что индукция и в самом деле никогда не приведет к универсальным суждениям, поскольку в большинстве ситуаций принципиально невозможно охватить все бесконечное множество частных случаев, на основе которых делаются общие выводы. И ни одна крупная современная теория не построена путем прямого индуктивного обобщения. Рационализм же оказался исчерпанным, поскольку современная наука занялась такими областями реальности (в микро- и мегамире), в которых требуемая «самоочевидность» простых истин испарилась окончательно. Да и роль опытных методов познания оказалась здесь недооцененной.

Тем не менее эти методологические программы сыграли свою важную историческую роль: во-первых, они стимулировали огромное множество конкретных научных исследований, а во-вторых, «высекли искру» некоторого понимания структуры научного познания.Выяснилось, что оно как бы «двухэтажно». И хотя занятый теорией «верхний этаж» вроде бы надстроен над «нижним» (эмпирией) и без последнего должен рассыпаться, но между ними почему-то нет прямой и удобной лестницы. Из нижнего этажа на верхний можно попасть только «скачком» в прямом и переносном смысле. При этом, как бы ни была важна база, основа (нижний эмпирический этаж нашего знания), решения, определяющие судьбу постройки, принимаются все-таки наверху, во владениях теории.

В наше время стандартная модель строения научного знаниявыглядит примерно так. Познание начинается с установления путем наблюдения или экспериментов различных фактов. Если среди этих фактов обнаруживается некая регулярность, повторяемость, то в принципе можно утверждать, что найден эмпирический закон, первичное эмпирическое обобщение. И все бы хорошо, но, как правило, рано или поздно отыскиваются такие факты, которые никак не встраиваются в обнаруженную регулярность. Тут на помощь призывается творческий интеллект ученого, его умение мысленно перестроить известную реальность так, чтобы выпадающие из общего ряда факты вписались наконец в некую единую схему и перестали противоречить найденной эмпирической закономерности.

Обнаружить эту новую схему наблюдением уже нельзя, ее нужно придумать, сотворить умозрительно, представив первоначально в виде теоретической гипотезы. Если гипотеза удачна и снимает найденное между фактами противоречие, а еще лучше — позволяет предсказывать получение новых, нетривиальных фактов, значит, родилась новая теория, найден теоретический закон.

Известно, к примеру, что эволюционная теория Ч. Дарвина долгое время находилась под угрозой краха из-за распространенных в XIX в. представлений о наследственности. Считалось, что передача наследственных признаков происходит по принципу «смешивания», т.е. родительские признаки переходят к потомству в некоем промежуточном варианте. Если скрестить, допустим, растения с белыми и красными цветками, то у полученного гибрида цветки должны быть розовыми. В большинстве случаев так оно и есть. Это эмпирически установленное обобщение на основе множества совершенно достоверных эмпирических фактов.

Но из этого, между прочим, следовало, что все наследуемые признаки при скрещивании должны усредняться. Значит, любой, даже самый выгодный для организма признак, появившийся в результате мутации (внезапного изменения наследственных структур), со временем должен исчезнуть, раствориться в популяции. А это в свою очередь доказывало, что естественный отбор работать не должен! Британский инженер Ф. Дженкин доказал это строго математически. Ч. Дарвину этот «кошмар Дженкина» отравлял жизнь с 1867 г., но убедительного ответа он так и не нашел. (Хотя ответ уже был найден. Дарвин просто о нем не знал.)

Дело в том, что из стройного ряда эмпирических фактов, рисующих убедительную в целом картину усреднения наследуемых признаков, упорно выбивались не менее четко фиксируемые эмпирические факты иного порядка. При скрещивании растений с красными и белыми цветками, пусть не часто, но все равно будут появляться гибриды с чисто белыми или чисто красными цветками. Но при усредняющем наследовании признаков такого быть не может — смешав кофе с молоком, нельзя получить черную или белую жидкость! Обрати Ч. Дарвин внимание на это противоречие, наверняка он прибавил бы себе и славу создателя генетики. Но не обратил. Как, впрочем, и большинство его современников, считавших это противоречие несущественным. И зря.

Ведь такие «выпирающие» факты портили всю убедительность эмпирического правила промежуточного характера наследования признаков. Чтобы эти факты вписать в общую картину, нужна была какая-то иная схема механизма наследования. Она не обнаруживалась прямым индуктивным обобщением фактов, не давалась непосредственному наблюдению. Ее нужно было «узреть умом», угадать, вообразить и, соответственно, сформулировать в виде теоретической гипотезы.

Эту задачу, как известно, блестяще решил Г. Мендель. Суть предложенной им гипотезы можно выразить так: наследование носит не промежуточный, а дискретный характер. Наследуемые признаки передаются дискретными частицами (сегодня мы называем их генами). Поэтому при передаче факторов наследственности от поколения к поколению идет их расщепление, а не смешивание. Эта гениально простая схема, развившаяся впоследствии в стройную теорию, объяснила разом все эмпирические факты. Наследование признаков идет в режиме расщепления, и поэтому возможно появление гибридов с «несмешивающимися» признаками. А на-

52

блюдаемое в большинстве случаев «смешивание» вызвано тем, что за наследование признака отвечает, как правило, не один, а множество генов, что и «смазывает» менделевское расщепление. Принцип естественного отбора был спасен, «кошмар Дженкина» рассеялся.

Таким образом, традиционная модель строения научного знания предполагает движение по цепочке: установление эмпирических фактов — первичное эмпирическое обобщение — обнаружение отклоняющихся от правила фактов — изобретение теоретической гипотезы с новой схемой объяснения — логический вывод (дедукция) из гипотезы всех наблюдаемых фактов, что и является ее проверкой на истинность. Подтверждение гипотезы конституирует ее в теоретический закон. Такая модель научного знания называется гипотетико-дедуктивной.Считается, что большая часть современного научного знания построена именно этим способом.