Эмпирический и теоретический уровни познания

К эмпирическим исследованиям принадлежат те формы познавательной деятельности, методы, приемы, способы познания, а также формы фиксации, выражение и закрепление знания, которые являются содержанием практики или ее непосредственным результатом. Самыми важными видами эмпирических исследований является наблюдение, эксперимент и измерение, которые осуществляются с целью получения новой первичной научной информации об объекте, который изучается. Проведение эмпирических исследований непосредственно связано с использованием технических средств (приборов, аппаратуры и тому подобное) для наблюдения, измерения, регистрации и сохранения информации.

Научное наблюдение является целеустремленным и организованным восприятием предметов и явлений объективной действительности, на которые при этом существенно не влияет исследователь. Целенаправленность наблюдений проявляется в том, что ученый не просто фиксирует факты, - а сознательно ищет и отбирает их соответственно некоторым идеям, гипотезам, теориям, а также предыдущему опыту. Результаты научного наблюдения в той или другой форме несут определенный отпечаток личности исследователя, но они никоим образом не могут быть сугубо субъективными. Одинаковые результаты наблюдений должны быть получены и зафиксированные также и другими исследователями. Отличительной чертой научного наблюдения является наличие специальных средств наблюдения, которые существенно влияют на его характер и эвристические возможности. Известно, какую важную роль в развитии геодезии и картографии имело использование оптической техники, применения аэро- и космической съемки и тому подобное.

Достаточно часто наблюдению доступны не сами объекты или процессы, а эффекты их взаимодействия с другими предметами или явлениями. Такие наблюдения являются опосредствованными. Они достаточно широко используются, в частности, в исследованиях наук о Земле. Это связано, во-первых, с тем, что непосредственному наблюдению доступны только объекты верхней части планеты, во-вторых, длительность большинства земных процессов несравнима с продолжительностью человеческой жизни. Мы не можем наблюдать в природе процессы рельефообразования, формирования тектонических структур и тому подобное, а фиксируем только отдельные состояния в проявлении этих процессов и их последствия в историческом прошлом. Особенностью опосредствованных наблюдений является то, что данные относительно ненаблюдаемых объектов и явлений получаются на основании анализа их взаимодействия с наблюдаемыми объектами и явлениями. А это возможно лишь при целенаправленном использовании гипотез и теорий, которые устанавливают определенные отношения между объектами и явлениями, которые наблюдаются и не наблюдаются.

Научные наблюдения характеризуются еще и тем, что их результаты требуют адекватной интерпретации. Результаты наблюдений должны быть очищены от всевозможных наслоений и субъективных впечатлений. Первоначальные ощущения и восприятие испытывают рациональную обработку с точки зрения как соответствующей отрасли науки, так и статистической теории ошибок наблюдений, а также стандартизируются, то есть данные приводятся к некоторым стандартным условиям наблюдения. Таким образом, результаты наблюдений не представляют собой некоторую совокупность фактов, а непременно систематизируют (составляются таблицы, строятся графики и тому подобное), готовятся для предыдущих (провизорных) обобщений и создания эмпирических гипотез (конструктов).

Знаменитый немецкий физик М. Борн в книге "Моя жизнь и взгляды" (1973) писал: "Наблюдение и эксперимент — это ремесло, которому систематически учатся. Гении иногда возводят это ремесло на уровень искусства. Существуют определенные правила наблюдения: изоляция системы, которая рассматривается, ограничение числа переменных параметров, варьирование условий для выяснения зависимости исследуемого эффекта от каждого фактора отдельно; во многих случаях существенны особенно точные измерения и статистика их результатов. Технология проработки этих данных сама по себе является ремеслом, в котором понятия случайности и вероятности играют решающую роль".

По мере развития науки пытаются избавиться неоднозначности наблюдений, упрощая задание наблюдателя, сводя его к регистрации реальных эффектов, признаков, подменяя наблюдение измерением. Поэтому в развитых науках наблюдения, как правило, достаточно просты по форме. В науках о Земле, напротив, задания, которые стоят перед исследователем, сложны, достаточно расплывчаты, неопределены, что утруждает фиксацию результатов наблюдений, часто обесценивает добытую фактологию. Выход из такого положения прежде всего заключается в схематизации и своеобразной "формализации" процедур наблюдения.

Можно выделить три основные функции, которые призваны осуществлять наблюдение в научном исследовании. Первая заключается в обеспечении эмпирической информацией, которая необходима для постановки новых проблем, выдвижения гипотез. Второй функцией наблюдений является проверка существующих гипотез и теорий, если его невозможно осуществить посредством эксперимента. Третья функция заключается в формировании определенного языка наблюдений, сроков, на фундаменте которых можно проводить сопоставление с опытом, проверять их адекватность и истинность.

Результаты эмпирических исследований выражаются специальным языком. Это достигается через процедуру, которая в методологической литературе называется описанием. Последнее определяется как фиксация последствий наблюдений и экспериментов посредством существующих в данной науке систем обозначений и как выражение полученных результатов в соответствующих понятиях. Познавательные функции описаний заключаются в выделении, разграничении и разделении на определенном уровне исследований отдельных систем, их подсистем и элементов в соответствии с содержанием конкретного научного задания.

Описание, которое с первого взгляда кажется элементарной процедурой, в действительности является достаточно сложным процессом. Для осуществления описания необходимо наличие трех компонентов: данных опыта, особенного языка (системы обозначений) и соответствующих им понятий. Если иметь в виду познавательные операции, которые описание предусматривает, то они достаточно разнообразны и включают в себя: воображаемое разделение (анализ) данных опыта, отбор параметров, которые интересуют исследователя, и отделение от других параметров (абстрагирование), сопоставление, сравнение отдельных элементов опыта с соответствующими понятиями науки, обозначение и фиксация элементов опыта определенными терминами и знаками. Одним словом, описание является своеобразным процессом познания.

Не обращая внимания на то, что описание как результат исследования представляет собой определенную совокупность положений, преимущественно не связанных одно с другим отношением логического характера, это никоим образом не означает, что такое в нем отсутствует. Правда, нужно учитывать, что описанию подлежат не только отдельные процессы, но и черты некоторых конечных групп, которые повторяются. Здесь при комбинировании соответствующих знаний в некоторую целостность, которая предусматривает его организацию по уровням общности (скажем, во время построения систем описательных классификаций), отношение логического следования при переходе от одного уровня к другому не имеет места. В этом проявляется существенное отличие системности и связанной с ней особенной сложности описательного эмпирического знания от теоретического.

Следовательно, описание представляет собой своеобразную процедуру эмпирического познания на его завершающем этапе. Как таковая она предусматривается уже целями эмпирического исследования. Именно описание выступает необходимой предпосылкой и условием научного объяснения, что является чрезвычайно сложной теоретической процедурой.

Отдельно нужно отметить: описание не является простым и однозначным показателем эмпиричности. Каждая познавательная отрасль, кроме описательных процедур, должна осуществлять сравнение, идентификацию, анализ и другие сугубо исследовательские функции, включая надлежащие теоретическому уровню знания объяснения, общий синтез, предвидение и тому подобное. Поэтому можно говорить о том или другом "дозировании" описаний в структуре познания, но не о том, что какая-то отрасль познания является преимущественно описательной (дискурсивной). Это в первую очередь касается знаний о Земле, географии в частности, которым нередко адресуют такую оценочную характеристику.

Стоит подчеркнуть, что сегодня в связи с применением новых методов исследований, заимствуемых из отраслей точных наук, математизацией географического знания развернулся процесс уточнения и усовершенствования традиционной географической терминологии. В перспективе можно ожидать создания специального географического языка, который отвечает требованиям к осуществлению наблюдений и описаний в структуре эмпирического знания географической науки.

Эксперимент как метод научного исследования широко используется в разных отраслях природоведения и техники. В теории познания он рассматривается как одна из форм практики, которая отображает активное отношение исследователя к окружающему миру и воздействию его на объект исследования посредством специальных средств. В конечном итоге, эксперимент — это метод исследования, направленный на открытие объективной закономерности, он осуществляется через деяние на объект или явление, которые изучаются посредством специальных инструментов и приборов в условиях, которые точно задаются и учитываются исследователем. Эксперимент отличается от наблюдения тем, что в его структуру, кроме объекта исследования и самого исследователя, обязательно входят определенные материальные средства воздействия на объект, который изучается, или же условия, при которых он должен функционировать.

Эксперименты можно разделить на два группы, к первой из них относятся те, которые проводятся для эмпирической проверки гипотез и теорий. Вторую группу составляют эксперименты, которые называются поисковыми, их основное назначение заключается в получении эмпирической информации для подтверждения или опровержения некоторых догадок или предположений. Для географии, так же как и для геологии, характерно, что во время эксперимента одними и теми же физическими и химическими методами подтверждаются те или иные теоретические предположения относительно природы земных явлений, количественная же сторона учитывается достаточно редко. Изучение объектов земной природы чаще опирается не на прямые, а на опосредствованные процедуры измерения, которые нуждаются в большом количестве наблюдений.

Прямым называется эксперимент, в котором непосредственно используются реально существующие объекты или явления. Достаточно часто в эксперименте природные объекты заменяются моделями, представленными образцами, макетами, копиями, которые выполнены с соблюдением установленных правил. Это — модельный эксперимент или моделирование. Как обобщенное определение моделирования можно привести формулировку методолога И. Б. Новика: "Под моделированием мы понимаем метод опосредствованной практической или теоретической операции объектом, во время которого исследуется непосредственно не сам объект, что нас интересует, а используется вспомогательная искусственная или природная система, которая находится в определенном объективном соответствии с объектом, который исследуется, способная замещать его на определенных этапах и давать при ее исследовании в конечном итоге информацию об объекте . который моделируется".

В географии и геологии эксперимент выступает формой проникновения методов других наук, прежде всего физики, химии, механики, кибернетики. При этом постоянно нужно учитывать тот факт, что физические, химические и другие модели отражают лишь отдельные стороны и черты физико-географических и геологических явлений и процессов, а следовательно отдельно или в целом не могут замещать собственно модель земных объектов. Успехи же, связанные с применением методов точных наук, очевидны. Все современные модели поверхности и внутреннего строения Земли основываются преимущественно на данных физических и химических экспериментов.

Существенной особенностью собственно географических, прежде всего физико-географических экспериментов является то, что большую их часть нельзя повторить. В географии (ландшафтоведении, геоморфологии и тому подобное), как и в геологии, приходится исследовать объекты, которые представляют собой результаты процессов, которые протекали в прошлом, недоступны прямому изучению. Поэтому эксперимент получает скорее эвристическое значение, выступая методом подражания, который задает "маршрут" познания, но не дает точные и однозначные результаты. Как заметил академик И. В. Лучицкий, экспериментальные методы в геологии дают лишь эталоны, образцы, сравнивая с которыми можно утверждать возможность того или иного толкования природных явлений. Метод моделирования, значение которого вытекает из таких свойств моделей, как возможность введения масштабов пространства, времени и сложности, дает возможность в известной мере отображать специфику явлений и процессов земной природы (С. А. Мороз, В. И. Оноприенко, 1985).

При исследовании чрезвычайно сложных географических систем по большей части не удается четко размежевать действие переменных величин разной природы, необходимо постоянно учитывать действие большого количества факторов. Поэтому сегодня начинают все больше использовать так называемое многофакторное планирование эксперимента. Суть его заключается в том, что, варьируя одновременно все независимые переменные, исследователь непосредственно устанавливает меру взаимодействия параметров, которые изучаются, и тем самым резко сокращает общее число опытов.

Принципиальная новизна методологии многофакторного планирования экспериментов четко выражена в своеобразном методе математического эксперимента, который представляет собой качественно новую форму эксперимента, синтезирующую дедуктивные, индуктивные и экспериментальные возможности математики. По своей сути он аналогичен традиционному методу познания "гипотеза—дедукция—эксперимент" в том плане, что реальный эксперимент заменяется моделированием (вычислением) поведения объекта, который изучается, с привлечением ЭВМ. Следовательно, математический эксперимент отвечает потребности углубления и расширения процесса математизации научного знания. Суть этой "реакции"' заключается в многомерном видении и измерении объекта исследования, в использовании математического аппарата на всех этапах эксперимента. Причем на каждом из них осуществляется специфическое планирование: эксперимент—построение модели—интерпретация модели и принятие решения относительно направления последующего исследования.

Не заменяя собой реального эксперимента, а дополняя его, математический эксперимент дает возможность эффективнее определить характеристики сложной системы на основе единства аналитических методов, метода статистического моделирования и уже осуществленных экспериментов. В "поле зрения" математического эксперимента попадают такие свойства сложных систем, как их уникальность, целостность, иерархичность, нелинейность связей характеристик, которые изучаются, и тому подобное. При этом главным заданием в изучении процессов поведения и функционирования сложных систем является исследование эмпирической закономерности (регулярностей).

Таким образом, неопределенно-вероятностный характер поведения сложных систем, специфика их взаимодействия с внешней средой раскрываются посредством метода математического эксперимента, который как новая форма эксперимента синтезирует дедуктивные и экспериментальные потенции математики. Такого рода исследование сложных систем стало возможным только посредством ЭВМ, путем сочетания имитации и аналитического исследования математических моделей, то есть через проведение целенаправленных имитационных экспериментов. Математический эксперимент, будучи промежуточным звеном между натурным экспериментом и теорией, обеспечивает более тесную органическую связь эмпирического и теоретического.

Отдельно заметим: рост абстрактности современных научных построений в известной мере дополняется и компенсируется поиском наглядных интерпретаций. Так, своеобразная знаковая наглядность математических моделей обеспечивается посредством так называемой машинной графики как средства общения человека с ЭВМ. Сейчас в развитии машинной графики существует два направления: пассивная графика (изображение фиксируется на бумаге, фотопленке и тому подобное) и интерактивная графика, в которой обеспечивается ведение графического диалога с ЭВМ, возможность внесения изменений непосредственно в изображение.

Измерение — это метод получения количественных данных об объекте, который изучается. Выявление количественных характеристик не является самоцелью, на этом исследователь никогда не останавливается. В научном познании важно использовать количественные данные для получения новых фактов, выявления и изучения новой закономерности, формулировки законов, построения гипотез и теорий.

Любое измерение можно рассматривать как особенный вид сравнения зафиксированных характеристик с теми или другими существующими шкалами, мерами, символами. Измерение включает прежде всего две разновидности в отношении самостоятельных познавательных действий: числовую оценку измеряемой величины и эмпирическую проверку надежности или объективности измерений. Любое измерение, кстати, должно исходить из точно определенной системы единиц, посредством которых оно осуществляется.

В целом эмпирические методы имеют ряд общих особенностей: 1) они привлекаются для изучения уже выявленных и включенных в научные исследования объектов или для выявления и фиксации предполагаемых объектов; 2) они обязательно опираются на те или иные практические операции как с самими объектами, которые изучаются, так и с материальными средствами познания, которые используются; 3) результаты наблюдений, экспериментов и измерений всегда вводятся в научное исследование посредством такого языка, который дает возможность точно фиксировать наблюдаемые характеристики, состояния, изменения и тому подобное.

Эмпирический уровень познания по большей части представляет собой попытку классифицировать явления и процессы, которые фиксируются, на основании определенных опытных обобщений. Отличительной особенностью эмпирических классификационных схем является то, что они отражают, как правило, внешние стороны или связи явлений и процессов, не отображают их глубинную, внутреннюю сущность. Эмпирические законы (например, металлы расширяются при нагревании), которые выступают обобщением отдельных особенностей явлений и процессов, не охватывают условия всеобщности и необходимости.

Теоретические исследования включают те формы отражения реальности, в которых в логически связанной форме отражаются объективные законы и другие общие необходимые и существенные связи действительности, а также добытые посредством логических средств выводы и последствия, которые вытекают из теоретических основ. Теоретическое знание нередко возникает, в частности в географии, как своеобразное эмпирическое обобщение. Последнее имеет иной познавательный статус и приобретает вполне особую логическую структуру, если оно направляется на создание именно теоретического знания.

Между эмпирическими и теоретическими исследованиями существует глубокая диалектическая связь, которая отражает сходство и различия между единичным и общим, между явлением и сущностью. Без эмпирических данных нет теоретических обобщений, так же как без теоретического фундамента невозможно целенаправленное накопление эмпирической информации. Другими словами, существует своеобразный эмпирично -теоретический цикл познания.

При определении понятия "теоретическое знание" его в определенной степени противопоставляют эмпирическому. Поскольку же познание продвигается от явления к сущности, то становится возможным определять теоретическое знание как знание, которое фиксирует сущность, а эмпирическое — как такое, которое касается предметности явлений. Исходя из самой специфики познавательной деятельности, можно сказать, что общий признак теоретического знания связан с его направленностью на усовершенствование и развитие концептуальных средств науки, на построение "теоретического мира", а общий признак эмпирического знания — его направленность на установление связей концептуального аппарата с реальностью, которая проявляется в наблюдении и эксперименте.

Сложность теоретического знания растет в связи с необходимостью его опытного обоснования, то есть эмпирической интерпретации формальностей, которые относятся к нему. Это обеспечивается путем введения так называемых операциональних определений, или правил соответствия Специфика последних заключается в том, что они определяют объект через описание специальных для них измерительных операций. Например, силу, массу, скорость в физике можно определить через описание эксперимента, в котором измеряются их величины. Отсюда выплывает, что операциональные определения имеют двухслойную структуру: 1) описание идеализирующей процедуры измерения; 2) описание приемов построения данной процедуры как идеализации реальных экспериментов и измерений, которые обобщаются в теории.

Теоретическое знание в целом является сложной системой, которая развивается, включает в себя подсистемы, которые имеют определенную иерархическую организацию. Выделяют его содержательные и формальные стороны, что отвечает традиции изучения структуры теоретического знания, как правило, в двух аспектах: 1) анализ типов высказываний и их связей; 2) анализ типов объектов, относительно которых формулируются высказывание. В соответствии с этим содержательная сложность теоретического знания включает такие характеристики объектов, как сложность их структуры (субстратная, динамическая, генетическая) и сложность организации (разнообразие их связей и отношений, включая равные организации, подсистемы внутри уровней и их компоненты, и разнообразие, что имеет место в законах композиции компонентов, подсистем, уровней). К формальной сложности теоретического знания принадлежат лингвистическая, логико-синтетическая, математическая, семантическая, психологическая и дидактическая. Содержательный и формальный аспекты сложности связаны друг с другом. Между тем разделение теоретического знания на содержательный и формальный аспекты не всегда является необходимым, ввиду принципиального единства содержательного и формального.

Содержательная сторона теоретического знания представлена в нем сетью теоретических конструкций, в отношении которых формулируются высказывания. Данные конструкции, находясь в строго определенных отношениях друг с другом, образуют своеобразную модель, идеализирующую схему реальности, которая исследуется. Формальный аспект, подчиняясь содержательному, имеет относительную самостоятельность, в значительной мере увеличивает сложность функционирования и развития теоретического знания. Такая сложность непременно растет в случаях возникновения противоречий между формальным (прежде всего лоиіко-математическим) и содержательным аспектами теоретического знания. Преодоление этих противоречий является достаточно тяжелым делом, а потому нередко вынуждает ученых выходить на уровень философских методологических поисков.

Важно отметить, что теоретическому знанию свойственны своеобразные познавательные функции. Прежде всего речь идет о его методологической функции, объяснении и предвидении.

Методологическая функция теоретического знания в первую очередь проявляется в регуляции процесса получения опытных данных и воздействии на процесс восприятия уже добытых опытных результатов. Реализация этой познавательной функции относительно эмпирических исследований основывается на взаимосвязи теоретического и эмпирического знания. При этом характер выполнения методологической функции зависит как от характеристик имеющегося теоретического знания, так и от особенностей эмпирических познавательных заданий. Так, на эмпирическом этапе развития науки особенная роль в ориентации эмпирических исследований принадлежит научной картине мира. Именно эмпирические исследования могут выявить явления, которые не способна объяснить существующая теория и которые противоречат сложной научной картине мира.

Объяснение является раскрытием сущности объекта исследования, состоит из двух частей, одна из которых образует фундамент объяснения, включает в себя совокупность объяснительных положений, другая — отражает то, что объясняется; обе эти части соединены между собой отношением к логическому следованию. В целом научное объяснение представляет собой чрезвычайно сложную познавательную процедуру. В соответствии с логическими структурами объяснения разделяются на дедуктивные и индуктивные, последние распадаются на статистические и динамические. В зависимости от особенностей фундамента объяснения расчленяются на субстанциональные, атрибутивные, генетические, контрагенетические и структурные. По особенностям поясняющего содержания выделяют фактологические, номологические и теориологические объяснения. Выделяют также специфические системы объяснений, среди которых особенное значение имеют линейные и уровневые, или иерархические, системы.

В объяснительной функции теоретического знания реализуется его взаимосвязь с эмпирическим знанием, что фиксируется в описании. В этом понимании можно говорить и о взаимосвязи описания и объяснения, онтологическим основанием которого выступает единство сущности и явления. Поскольку движение от явления к сущности представляет собой самую важную закономерность научного познания, то можно утверждать правомерность перехода от описания к объяснению.

Предвидение как своеобразная функция теоретического знания, определяется как предположение относительно неизвестных явлений и процессов прошлого, современного и будущего, которое выдвигается на фундаменте сформулированных гипотез, законов, теорий. Оно имеет определенную самостоятельность, но осуществляется и функционирует во взаимосвязи с другими познавательными функциями теоретического знания.

Результаты теоретических исследований выступают в форме сформулированных гипотез, научных законов, принципов, теорий, концепций.

Гипотеза(от греч. основа, предположение) прежде всего рассматривается как определенная форма научного знания, исходная часть познавательной системы "гипотеза-закон-теория". Главной целью выдвижения и проработки гипотезы является решение научной проблемы, которая задает направление поиска более корректной гипотезы и налагает ограничение на ее характер.

Согласно с И. Г. Герасимовим (1985), в современной науке упрочились такие нормативные требования к выдвижению и формулировке гипотез:

1. Гипотеза должна быть всегда адресованной конкретной предметной области: в науке не может быть гипотезы ни о чем. Исходным пунктом выдвижения гипотезы являются факты, которые принадлежат данной предметной области и которые выступают основанием новых фактов и законов, а также представляют собой конечный путь эмпирической проверки всех предположений и умозаключений.

2. Гипотеза должна быть сформулирована в виде таких обобщений или утверждений, которые дали бы возможность по-новому рассуждать о предмете, не обращаясь постоянно только к фактам. Важным условием плодотворности новой гипотезы является введение новых теоретических понятий и идей.

Гипотеза должна быть инструментом построения логических выводов в отношении предметной области, которая изучается. Если гипотеза формулируется языком математики или посредством математического аппарата, то те или другие логические выводы нужно выстраивать именно в математической форме.

3. Каждая гипотеза должна исходить из установленной системы научных знаний, опираться на концепцию детерминизма (причинную). В первую очередь нужно учитывать такие виды связей детерминизма, зависимостей и взаимодействий, как динамические, статистические (вероятностные), функциональные, структурные. Именно концепция детерминизма определяет важную познавательную предпосылку относительно того, что когда в данных условиях действуют одни принципы и законы, то фактически исключается действие других принципов и законов при тех же условиях.

Гипотезу нужно направлять на получение объективных истинных результатов. При отсутствии такой цели проработка и обоснование гипотезы требует введения большого количества дополнительных допущений, идеализаций, что, в конечном итоге, приводит к значительным трудностям.

4. Гипотеза должна ориентировать на применение эмпирических методов познания или предлагать их в принципе. Поэтому в гипотезе очень важным является использование таких понятий, сроков и знаков, которые могут иметь определенную эмпирическую интерпретацию.

Знания и соблюдение отмеченных основных требований к выдвижению и формулировке гипотез важны не только для плодотворного решения научных проблем и сокращения поисковых путей, но и для корректного разграничения научных гипотез от спекулятивных, для выявления и оценки гипотетических построений, при выборе между альтернативными гипотезами.

Гипотеза является предыдущим (вымышленным) решением поставленной проблемы и принадлежит к тому искомому, которое непосредственно не наблюдается в опыте. Выступая научным предположением, гипотеза представляет собой не просто новый шаг в развитии знания, а является расширением самой совокупности и системы знаний. Научная гипотеза непременно фиксирует элементы наследственности в развитии науки и культуры в целом.

В конечном итоге, гипотеза — это, по существу, познавательный инструмент, который дает возможность упорядочить изучение проблемы, организовать последующий научный поиск, в частности определить пути и методы выявления новых фактов.После ряда последовательных шагов методолого-логического усовершенствования гипотеза превращается в теорию, которая охватывает на основании надежно установленных природных законов и закономерностей(регулярностей) большое количество фиксированных фактов и способна предусматривать факты пока еще неизвестные.

Науки о Земле сегодня отличаются чрезвычайно большим количеством гипотез. Ведь только для объяснения причин тектогенеза существуют несколько десятков гипотез (контракции, изостазии, фиксизм, мобилизм и тому подобное). Эти гипотезы, к сожалению, не дают возможности делать логически четкие выводы, которые допускают ту или иную опытную проверку. Многие из гипотез наук о Земле в принципе вообще не подлежат проверке, характеризуются существенной неполнотой эмпирического обоснования. Нередко, вопреки логическим нормам, как исходные положения гипотез, которые выдвигаются, выступают более общие, чем сама гипотеза, высказывания и допущения.

Научный закон представляет собой вполне определенную разновидность гипотезы, которая имеет, как минимум, признака подтверждения практикой и четкого отображения объективной закономерности. Законы занимают центральное место в науке, поскольку конечной целью исследования является установление объективной закономерности и механизмов развития действительности. Именно в законах, которые являются приоритетной категорией в анализе теоретического знания, результаты исследований находят свое наиболее полное выражение, непосредственно сталкиваются с сущностью феноменов. Научная теория, в конечном итоге, представляет собой систему законов, посредством которых мы понимаем и предусматриваем развитие реальности.

Законы природы, которые еще Гегель определял как сущностные отношения, отражают наиболее существенные, стойкие, необходимые, главные связи между явлениями. Во всяком случае, когда в природе складываются те или иные условия, последующий ход событий будет протекать в зависимости от законов, которые отвечают этим условиям. Сам факт, что реальный мир доступен научному познанию, указывает на существование объективных законов. Человек же не может устанавливать по своему желанию законы природы, изменять и управлять ими, подобно юридическим законам. В то же время знание законов дает возможность человеку в известной мере влиять на ход событий действительности, которые изучены через законы природы.

Из диалектического принципа единства мира вытекает принцип единства законов природы. Но последний не означает, что все объективные закономерности и регулярности универсальны и действуют всегда, везде и при любых условиях. Законы проявляются только при определенных условиях и обстоятельствах. Как подчеркивал знаменитый датский физик Н. Бор, в природе одинаковые явления наступают при одинаковых условиях.

Философ и методолог науки Б. М. Кедров замечал, что открытие закона составляет главное задание и цель каждой науки. Пока соответствующие законы не открыты, человек может лишь описывать явления, собирать и систематизировать факты, накапливать эмпирический материал. Но это еще не наука, в любому случае, еще не развитая наука; она ничего не может ни объяснить, ни предусмотреть. Это — исходный материал, необходимый для построения "храма науки", но еще не само его здание. Наука становится настоящей наукой с момента, когда открыты первые законы, которые она изучает. Зная законы явлений и процессов, то есть их внутреннюю закономерную связь, можно объяснить то, что уже известно, и предусмотреть то, что еще неизвестно, не открыто. Знание законов явлений и процессов, которые изучаются, допускает, что на основании изученных законов растут научные теории, а путь к открытию новых, пока еще не изученных законов прокладывает гипотеза.

Еще в 60-х годах прошедшего века в "Философии геологии" Д. Педж, подчеркивая значение законов, писал: "У нас есть много не совсем легких для согласования фактов, значение которых в истории Земли еще мало выяснено; между тем при отсутствии попытки связать их именно сбор фактов становится делом не более полезным, чем сбор мусора, а именно исследование становится путаным и нудным, если не согрето надеждой, что будет, в конечном итоге, внесен закон и порядок".

На современном уровне своего развития географическая наука, прежде всего ее физико-географическая ветвь, не имея достаточно развитой методологической базы, выделяется отсутствием четко сформулированных законов, что отражают специфику сущностных характеристик объектов, которые изучаются, их связей и отношений. Актуальное задание теоретизации географического знания непременно требует выявления и систематизации специфических, в частности физико-географических, законов, логической выстроенности и формализации принципов и правил, проработки количественных методов, усовершенствования эмпирических обобщений и выводов с целью создания каркасных блоков сугубо теоретических исследований. Это будет требовать огромных усилий и напряжения, но без этого невозможен последующий прогресс географии, реализации ее познавательных функций.

В идеале зрелость науки определяется созданием системы основных понятий и объяснительных конструкций, которые дают возможность частичные явления истолковывать дедуктивным путем как последствия немногих фундаментальных принципов и законов. География так же, как и другие науки о Земле, только выходит на такую магистраль совершенства.

В создании теории прежде всего требуется надлежащее размещение ударений в определении законов и принципов, которые касаются данной теории. По мнению С. В. Мейена (1981), закон — это утверждение относительно свойств определенных объектов, принцип же обобщает некоторую познавательную операцию. Если принцип предлагает способ исследования, то закон точно и четко описывает результат исследования.

Принципы в познавательном процессе непосредственно интегрируют теоретические представления об объекте, который изучается, в единое целое, пользуются своеобразной матрицей эмпирического материала. Они глубоко связаны с конкретными методами, что, с одной стороны, отражает роль синтезирующего подхода к раскрытию природы объекта исследования, с другой — олицетворяет теоретическую сущность познания.

Некоторая совокупность научных законов составляет единую теорию только тогда, когда эти законы сведены в определенную систему, а это возможно благодаря формулировке общих принципов данной теории. Если назначение закона группировать и систематизировать факты, то теория посредством принципов систематизирует сами законы. При нахождении таких принципов законы теории выступают как логические последствия принципов. Поэтому определение последних имеет большое значение при создании теории.

Содержательные характеристики научной теории (от греч. наблюдение, исследование) оказываются много в чем созвучными со словами Гегеля о том, что "задание философии заключается вообще в том, чтобы свести вещи к мыслям и именно к определенным мыслям". Теория имеет дело с сущностным и закономерным. В отличие от эмпирического знания она не дает феноменологического описания действительности, а выражает ее через сущностные характеристики, внутренние механизмы, причинные, функциональные и другие связи и зависимости. В границах теории феномены и законы не только описываются и формулируются, а также и объясняются. Результаты, полученные эмпирическими средствами, формируются и выстраиваются посредством своеобразных теоретических средств, в частности выводятся как последствия определенных условий, причин и тому подобное. Тем самым они получают обоснование и включаются в системные отношения с другими результатами.

Теория объясняет разнообразие фактов посредством некой единой основы, ставит менее существенное в связь и зависимость с базисным содержанием — функциональными принципами и законами. Это дает возможность не только сформулировать общее и существенное объяснение разнородных фактов, но и создать фундамент для объединения их в единую систему. Другими словами, теория — это форма достоверного научного знания об определенной совокупности объектов, которая является системой взаимосогласованных утверждений и которая содержит методы объяснения и предвидения явлений и процессов, принадлежащих данной предметной области.

Важно отметить, что в теории, именно на теоретическом уровне знания приобретает своеобразную абстрактную обобщающую форму, теряет частичный характер, освобождается от склонности к одиночным объектам и сугубо конкретным эмпирическим ситуациям, следовательно может быть применена к любым возможным объектам и ситуациям в соответствующей предметной области действительности. Если на поисковом (прежде всего эмпирическому) этапе исследованию подлежат самые реальные объекты, то в теории на первый план выходят абстрактные объекты. Именно с последними внутри теорий осуществляются все познавательные операции, которые при этом имеют по большей части воображаемый характер, что, в конечном итоге, и отличает теоретическую форму познания от эмпирической. По мнению методолога Г. И. Рузавина (1978), научная теория, будучи системой абстрактных понятий и утверждений, представляет собой не непосредственное, а идеализированное отображение действительности. Понятие и отношение теории в строгом понимании слова описывает не свойства и отношение реальных явлений или систем, а особенности поведения идеализирующей схемы, или концептуальной модели, которая была построена в результате исследования той или иной реальной системы.

Исторически сложилось так, что каждая наука создает своеобразный комплект исходных теоретических (абстрактных и идеализированных) объектов, пытаясь тем самым решить проблему сведения реальных явлений к конструктивным особенностям и другим характеристикам объектов, которые пригодны для совершения над ними точных познавательных операций и установления существующих отношений и зависимостей. При этом понятия о теоретических объектах и их свойствах составляют основу языка теории. Дело в том, что процесс представления эмпирического знания в форме теории является в то же время процессом перевода его на качтвенно более высокий уровень компактного теоретического языка, что, в свою очередь, обеспечивает логическое непротиворечие и согласованность с создаваемой теорией.

Научная теория, представляя собой систему, которая логически раскрывается, и имея абстрактный обобщенный характер, оказывается состоятельной не только охватить адресованный ей эмпирический материал, но и предусматривать новые факты, определять цели и пути последующих исследований. Как подчеркивал в своей книге "Тропинками науки" знаменитый Луи де Бройль, задание теорий заключается не только в классификации и синтезе полученных результатов, расположении их в умной системе, но и в предвидении еще неизвестного.

Подчеркнем: абстракции представляют собой своего рода особенные знаковые конструкции, которые фиксируют и отображают сущностные связи, свойства и отношение в системе, которая исследуется. В теоретическом познании абстракции играют двоякую функциональную роль. Первая функциональная роль абстракций заключается в том, что они выступают элементами моделирующей системы. Например, абстракции "число", "функция" могут быть элементами математических систем, которые являются моделями объективных процессов. Вторая роль абстракций заключается в том, что они выступают понятиями абстракций первого рода (абстрактные объекты и абстрактные связи), которые входят в состав соответствующей теоретической схемы или модели.

Соответственно разграничению функциональной роли абстракций выделяют теоретические схемы, которые являются абстрактными заменителями реальных системных объектов, и концептуальные схемы, которые описывают теоретические схемы. Составляющими теоретических схем являются абстракции, которые моделируют и меняют реальные незнаковые объекты. Концептуальным схемам принадлежат абстракции, которые моделируют и описывают абстракции теоретических схем. Процесс построения теоретических и концептуальных схем разной степени общности называется концептуализацией. Анализ последней является одним из важных заданий теории научного познания, связанного с определением проблематики, процедур, а следовательно и результатов научного исследования.

Основу любой научной теории составляет опыт, изучение свойств материальной действительности. Создаваемые теоретические построения и объяснения лишь тогда представляют собой научную ценность, если они прямо или опосредованно связаны с реальным миром, отражают его свойства и закономерности. Однако сегодня широкое использование при построении теорий разных формальных логических принципов и математических изложений настолько далеко отводят теоретические построения от исходных фактов, что возникает иллюзия существования теорий самих по себе, независимо от реального мира. Английский мыслитель Б. Рассел как-то сказал: математики обычно говорят так — если правильно то, то правильно и это; таким образом, математики никогда не знают, о чем они говорят, и правильно ли то, о чем они говорят.

Следовательно, нужно знать и учитывать, что в фундаменте исходных предположений и допущений, которые используются для сугубо теоретических исследований, всегда содержатся либо уже существующие, проверенные опытом теоретические данные, либо конкретные реальные факты. Полученные же теоретические обобщения и выводы сопоставляются и соотносятся посредством наблюдения и экспериментов с существующими в природе реалиями. Правда, согласование с фактами в современных физико-математических построениях и моделях часто достигается путем ряда допущений, разных параметров и всевозможных поправочных коэффициентов. Поэтому при оценке такого рода теоретических конструкцій, предназначенных для описания сложных явлений и процессов, в частности земной природы, необходима осмысленная осторожность определение границ их применения и "переходных” методолого-теоретических предположений и установок.

Теории в современном природоведении строятся с учетом важного гносеологического условия: свести к минимуму влияние экспериментально неизмеряемых величин (в том числе предельно малых и предельно больших) на получение эмпирических данных (фактов) и на теоретические расчеты. Другими словами, научная теория не должна включать такие экстраполяции, которые не опираются на выявленное, установленное содержание объекта, который изучается.

Стоит заметить, что теория в строгом понимании слова является наиболее развитой и совершенной, но никоим образом не единственной формой теоретического знания. Дело в том, что последнее не обязательно должно выступать как четко дедуктивная система, а средством его выражения не всегда могут быть формальные математические вычисления. Теоретическое знание в широком его понимании, в отличие от собственно теорий как таковых (системы логически взаимосогласованных законов), содержит те или иные неэмпирические гипотезы, предположения, ограничения, принципы и тому подобное.

Как подчеркивает известный специалист в отрасли логики и методологии науки А. И. Ракитов (1987), даже в наиболее развитых отраслях современной науки собственно теории никогда не существуют в "чистом виде'. Напротив, они как-бы окружены особенным слоем, своеобразной "питательной средой", которая образуется отдельными гипотезами, абстракциями, методологическими нормативами и тому подобное, одним словом, тем, что составляет теоретическое знание, не включенное в четкие логические структуры.

Соответствие научных представлений существующей действительности достигается постепенно в виде постижения относительных истин, а потому даже наиболее совершенная научная теория не может в полной мере адекватно отвечать явлениям и процессам, которые описываются. Ни одна научная теория, какой бы широкий круг явлений она не охватывала, не может быть "истиной в последней инстанции". Поскольку материальный мир, который постигается нами, бесконечно разнообразен, постольку никакой фактически достигнутый уровень знаний не исключает существование еще неизвестного. Как сказал один древний мудрец, чем более широк круг наших знаний, тем больше и линия столкновения с непознанным.

Одной своеобразной закономерностью развития науки является борьба и развитие противоположных, конкурирующих направлений исследований: теоретических и экспериментальных. Действие этой закономерности предопределяется: ограниченностью, неполнотой отображения существующими теориями предмета в отношении фиксированного этапа развития практики; возможностью противоположных направлений, форм и способов решения одних и тех же проблем; наличием своеобразных субъектов познания, исповедание ими разных ценностей; неопределенностью познавательных ситуаций. При этом теоретические и экспериментальные исследования взаимодополняют друг друга, поскольку пересекаются они лишь частично. Скажем, одна часть теоретических и экспериментальных заданий решается лучше благодаря одним теориям, а другая — благодаря другим.

Механизм порождения, развития и решения противоречий в развитии науки является достаточно своеобразным и сложным, его составляющими выступают: создание гипотез и постановка новых проблем; экспериментальные исследования, способные выявить раньше неизвестные явления; углубление установленных и введение новых логико-методологических и гносеологических требований и установок; объяснение явлений на новом теоретическом фундаменте.

Открытия фактов и явлений, которые находятся за пределами объяснительных возможностей той или иной научной теории, приводят к построению более общей теории, способной охватить также и эти открытия.Теория, которая при этом опровергается, подтвержденные опытами ее положения никоим образом не отбрасываются полностью, а непременно включаются как частичные или предельные случаи в создаваемую более общую теорию. Тем самым практически реализуется принцип соответствия, который является одним из краеугольных камней методологии научного познания.

Согласно с точкой зрения И. П. Меркулова (1980), существует два основных типа развития теории: интенсивный и экстенсивный. Последний представляет собой максимально полное освоение уже имеющегося материала в теоретическом плане. Интенсивный тип является результатом конструктивной деятельности, которая заключается в выдвижении новых содержательных или формальных гипотез с целью уточнения, большей конкретизации теории на пути ее последующего развития.

Необходимо обратить внимание на понятие "общая теория", под которой понимают совокупность взаимосоглдасованных универсальных законов вместе с логически вытекающими из них последствиями. При этом подразумевается, что такие законы определяют некоторые постоянные (инвариантные) связи в системе абстрактных (идеализирующих) объектов, которые будут постулировать теорией.

Как совокупность общих законов и возможных предположений общие теории несут очень важную, но недостаточную информацию о мире. Отражая действительность со стороны ее сущности общие теории ничего не говорят нам о явлениях, о том, как существует мир "здесь" и "теперь".

Знание действительности со стороны сущности (законов) дает возможность нам конструировать неограниченное количество возможных миров, которым можно предъявить основное требование — не противоречить самим законам теории. Такое конструирование осуществляется в форме решения "теоретических" заданий, которые не обязательно имеют эквивалент в действительности. В этом отношении общая теория близкая к математике, которая, используя законы, абстрагированные от действительности, является, по словам кибернетика В. Эшби, наукой о возможных мирах.

Поскольку от общей теории как знании о возможном нельзя перейти к тому, что существует в действительности, необходимо эмпирическое исследование реальных феноменов, которое осуществляется в форме построения определенной абстрактной модели действительности. Соединение общей теории и абстрактной модели существующих явлений и процессов дает возможность построить теоретическую модель области действительности, которая исследуется. Теоретическая модель ограничивает таким образом пространство абстрактных возможностей областью того, что реально существует. Она представляет собой знание действительности, которая рассматривается как единство сущности и существования. В теоретической модели закон выступает основанием явления и процесса, фундаментом для объяснения и предвидения феноменов, которые существуют "здесь" и "теперь". Эта модель прежде всего является знанием законов изменения действительности, того, что должно быть при определенных условиях. Таким образом, теоретическая модель выражает знание тех реальных возможностей, которые заложены в действительности и могут осуществляться в будущем.

Следовательно, инвариантным компонентом теории является теоретическая модель. Последняя опосредствует отношение исследователя к предметной области, которая изучается им, создавая определенный концептуальный образ объективной действительности. Характерно, если теория указывает на объект, выделяя его из всей системы материальных образований, то теоретическая модель представляет собой тот же объект, определяя те аспекты, которые пользуются предметом изучения.

В развитой теории по большей части имеют место фундаментальные законы, число которых в разных теориях может быть разным, но в каждой из них оно является четко определенным. Кроме фундаментальных законов, в состав теории входят частичные (отдельные) законы, число которых по мере ее развития постоянно увеличивается. Частичные законы могут быть получены как последствия из фундаментальных, что свидетельствует о наличии в теории организации знания. В то же время частичные законы владеют относительно самостоятельным статусом. И это иногда приводит к тому, что в процессе формирования теоретического знания они могут возникать раньше фундаментальных законов.

В структуре развитой теории имеют место: 1) математические равенства (для выражения законов); 2) теоретические схемы (частичные и фундаментальные), которым удовлетворяют соответствующие равенства; 3) отображение абстрактных объектов, которые составляют теоретические схемы, в эмпирическом материале и в научной картине мира.

Методологическими регуляторами построения научной теории являются: непротиворечивая, логическая согласованность, возможность опытной проверки, практическая значимость, оптимальная общность фундаментальных принципов и выводов, простота, конструктивность. Следует подчеркнуть: сама по себе методология является особенной теорией предмета, которая ориентирована на процесс его познания. Как исторически определенная форма обращения знания к самому себе, к изучению средств познания и правил операции ими, методология составляет самое важное условие теоретизации. Это условие органически свойственное процессу становления теоретического знания, его структур: процедуры методологического характера являются неотъемлемым элементом этой структуры. Методологическая природа некоторых составных элементов в структуре научного знания не всегда осознается. Между тем выявление особенного характера этих элементов, которые выполняют методологические функции, является важным для успешного продвижения теоретического знания в целом.

Научная теория, бесспорно, всегда должна отвечать установившимся стандартам научности. Сами по себе критерии научности или приемлемости теории имеют разный характер и могут определять некоторые ограничения относительно языка, способа изложения, содержания и процедуры исследования. Такого рода нормативы научности имеют исторический характер, изменяются с течением времени, как, например, отошло в прошлое требование писать научные трактаты на латыни. В то же время в известной мере стойкими остаются такие требования к логической структуре теории, как установление ее внутренней и внешней согласованности, независимости от исходных понятий и положений. В частности, внешняя согласованность — это отсутствие противоречий между данной теорией и другими фрагментами теоретического знания как в данной области, так и в смежных. При этом противоречие выводов данной теории твердо установленным законам других теорий рассматривается как несостоятельность данной теории. Так, теории в химии, которые противоречат фундаментальным физическим теориям, могут быть отброшенными без последующей эмпирической (опытной) проверки. В геологии не находят признания теоретические утверждения относительно совпадения этапов органической эволюции и структурного тектонического развития земной коры, ибо априори здесь игнорируются установленные, в частности биологией, законы теории эволюции органического мира.

Четкая теория должна удовлетворять требованиям: 1) полноты, 2) доказанности, 3) существенной новизны, 4) согласованности, 5) когерентности (сумативной согласованности) относительно всех теорий данной научной системы, 6) эвристичности, 7) факто-стойкости, 8) логической простоты, 9) изысканности Такие теории в науках о Земле пока еще не созданы, а теоретические построения типа "теория геосинклиналей", "теория плитной тектоники", "теория рельєфообразования" и тому подобное не выходят за пределы гипотез. Существующие же теории, которые основываются на использовании химической, физической, математической закономерности — теория природы климатической зоны, теория грунтообразования, теория рудообразования, теория метаморфизма и тому подобное, нельзя признать такими, которые отвечают современным логико-методологическим требованиям.

Нужно отметить, что при построении географических, прежде всего физико-географических теорий важно учитывать своеобразную специфику соответствующих явлений и процессов, которые не представляют собой суммы физических, химических, геолого-биосферных и других явлений и процессов. Поэтому необходимо ориентироваться на поиск специфических физико-географических законов, которые могут выступить ядром, центром искомой теории. При этом, однако, неправомерная абсолютизация именно специфики географических феноменов. Дело в том, что географическая (физико-географическая) специфика и законы не могут быть выявлены каким-то особенным образом, а только с обязательным использованием методов точных наук. Кроме этого, важно проработать принципы организации полученного посредством данных методов эмпирического материала, конкретные методологические процедуры для перехода к построению именно географической теории.

Как известно, объяснение и предвидение фактов должно выступать как системы четко выведенных результатов, которые получаются из теории путем логической дедукции. В науках о Земле такие выводы осуществляются по большей части интуитивно, имеют допустимый характер. Существенной чертой состояния теории в данных науках (прежде всего географии, геологии) является то, что теоретические положения и утверждения здесь не образуют целостную, внутренне непротиворечивую систему, которую можно проверить в первую очередь логическими средствами.

Методологи справедливо утверждают, что особенности развития теорий закономерно коррелируют с факторами количественных и качественных изменений в историческом поэтапном развитии познавательных ситуаций. Количественные изменения последних расчленяются на экстенсивный, интенсивный и критический этапы. На первом из них теория, по существу, не развивается, но познавательная ситуация, непременным компонентом которой выступает теория, существенно изменяется. Речь идет об эмпирическом (экспериментальном) подтверждении фактов, как предусмотренных теорией, так и неожиданных, осмысление результатов теоретических построений, реализацию оригинальных исследовательских идей, развитие разнообразных форм практики в русле приемлемых теоретических представлений.

На интенсивном этапе возникшие противоречий относительно состояния познавательной ситуации решаются непосредственно путем развития именно теории, ее усовершенствования. Здесь возникают конкурирующие теории. Критический этап наступает тогда, когда существующая теория уже неспособна удовлетворительно решить противоречия, которые возникли в познавательной ситуации, количество которых все растет. Попытки усовершенствования теории приводят лишь к ухудшению ее логико-методологических характеристик, возникают разного рода новые гипотезы, теоретические конструкции. В процессе качественных изменений познавательные ситуации также проходят три этапа. Качественный прыжок начинается с момента, когда среди разнообразия предположений, гипотез и их оценок возникают "точки роста нового" — новые идеи, которые выступают фундаментом формирования оригинальной теории, проведения новых экспериментов, новейшей организации и осмысления полученного материала фактологии. Следующий этап сводится к, можно сказать, полурешениям, формированию концептуального аппарата новой теории, когда в известной мере начинают проявляться черты ее теоретического основания, но еще соединяются старые и новые принципы, не удовлетворяются логико-методологические требования. На завершающем этапе качественных изменений познавательной ситуации в конечном итоге возникает именно новая теория, которая удовлетворяет всем логико-методологическим и гносеологическим требованиям, решает все имеющиеся противоречия и проблемы.

Понятием более общим, чем теория, является концепция. Последняя широко используется в контекстах соответствующих работ в форме таких конкретизаций, как "концепция будущего", "концептуальная платформа исследований", "концепция ноосферы", "концепция стратегий экологического прогнозирования" и тому подобное. Если теоретическое основание, как минимум, допускает наличие строгой логической взаимосвязи исходных предпосылок, то к концепции сложных объектов часто не могут быть применены такие четкие критерии логической систематизации. Научные (методологические) основы концепции охватывают принципы, фундаментальные законы, идеи, предположения, факты, объединенные единой философской платформой, которая обеспечивает "монизм" исследовательской программы.