Структура научного познания

Представим, что мы сидим вместе с Исааком Ньютоном под деревом и наблюдаем падение яблока. Нам упало яблоко на голову – мы только почувствовали боль, Ньютон же – открыл закон всемирного тяготения.

Допустим, мы поверим в эту легенду. С чего все началось?

Вначале был эмпирический факт. Факт чувственного опыта – отправная точка научного исследования. Однако любой эмпирический факт должен стать научным фактом. Как это происходит?

Мы, как ученые, обращаем внимание не на все факты, а только на те, которые многократно повторяются, мы стремимся выделить однотипный класс явлений.

Итак, мы сидим под деревом в ожидании, что будут еще падать яблоки. Это уже научный метод наблюдения. Этот метод преобладает, например, в астрономии.

Однако мы можем просто подойти к яблоне и потрясти ее и «спровоцировать» падение яблок. Этот научный метод называется эксперимент. Эксперимент – это прямой вопрос, который мы задаем природе и ждем от нее ответа.

Природа, как женщина, отвечает «нет» на большинство задаваемых ей вопросов и лишь изредка от нее можно услышать более обнадеживающее «может быть»… «Каков бы ни был ответ природы – «да» или «нет», - он будет выражен на том же теоретическом языке, на котором был задан вопрос».

Трясение яблони привело нас к выводу, что все падающие яблоки ведут себя одинаково. Ну и что? Это еще не научный вывод. А как себя будут вести другие тела, и лучше, если они будут совсем не похожи на яблоки. Как правило, в науке интерес представляют лишь исключения, то, что лежит на границе или за границей обыденности.

Многие тела падают на землю, следовательно, можно предположить, что на них действует некая одинаковая сила. Но, многие тела на землю не падают, например, Луна, Солнце, звезды. В чем отличительная особенность этих тел? Они имеют большую массу (1) и находятся от Земли на значительном расстоянии (2). Следовательно, различие в поведении больших и малых тел можно объяснить различным количеством силы, определяющим характер их взаимодействия.

Непосредственный эксперимент с Землей, Луной и Солнцем провести нельзя, но можно провести пропорциональный модельный эксперимент. Если он подтвердится, значит, наша догадка верна.

Можно обойтись и без моделей и провести мысленный эксперимент.В принципе, большинство научных понятий, характеризующих реальность – это только лишь конструкции разума, следовательно, для того чтобы иметь о них представление и оперировать ими, все равно необходимо иметь в голове идеализацииреальных природных объектов. Представление и воображение (создание и использование образов) имеет в науке большое значение, но в отличие от искусства – это не конечная, а промежуточная цель исследования. Главная цель науки – гипотеза и теория(как эмпирически подтвержденная гипотеза).

Что такое научное понятие? По определению Аристотеля, понятие передает сущность вещи. Благодаря понятию у нас есть знание о вещи. (Если что-то нам неизвестно мы так и говорим: «без понятия».) Магия, например, считает, что, имея понятие о вещи, мы получаем власть над вещью. Обыденное сознание идет от понятия к определению его характеристики. В науке имеет место обратный процесс: мы даем развернутую характеристику явления, а затем уже даем понятие, которое представляет собой как бы сокращенную запись, знак этой характеристики. Формирование понятий представляет собой теоретическое исследование.

Наука, как криминалистика, – это расследование преступлений (прецедентов). Одна поправка: как правило, ученый, прежде чем вести расследование – сам «совершает преступление» (проводит эксперимент), т.е. он и преступник и следователь в одном лице.

Есть науки, которые не идут дальше простых эмпирических обобщений, например, геология или археология. Для большинства же наук одного эмпирического обобщения мало, нужна гипотеза, например, почему же все-таки падают яблоки и другие тела. Мы, как и Ньютон, будем использовать для создания гипотезы научные понятия из механики – масса и сила. И для краткости, емкости и красоты изобразим нашу гипотезу как соотношение этих терминов, еще лучше – в виде формулы. После этого остается проверить действие этой формулы на практике, т.е. провести эксперимент. От теоретического уровня мы вновь переходим к эмпирике. Если все подтвердится, наша гипотеза получает статус закона(или, если быть скромнее, закономерности).

После установления закономерности, мы как ученые должны быть готовы к тому, что нас начнут критиковать и, возможно, другими учеными будут найдены такие факты (нам неизвестные), которые не оставят от нашей теории камня на камне. Это в науке называется принципом фальсифицируемости.

К. Поппер отмечает по этому поводу: «В той степени, в которой научное высказывание говорит о реальности, оно должно быть фальсифицируемо, а в той степени, в которой оно не фальсифицируемо, оно не говорит о реальности».

«Метод фальсификации» Карла Поппера. Традиционное представление о науке: наблюдаем, что происходит в мире ® замечаем регулярные, повторяющиеся события ® индуктивно выводим закономерности. 1 логическая проблема: из того, что в прошлом все подчинялось одному правилу, вовсе не следует, что в будущем это тоже должно быть так. Но есть новые наблюдения, которые подтверждают (верифицируют) закономерность. 2 логическая проблема: очередное подтверждение ни в коем случае не делает теорию более вероятной с логической точки зрения (только с психологической). Например, «любитель яблок».

По мысли Поппера, теорию принципиально невозможно доказать (верифицировать), а можно лишь опровергнуть (фальсифицировать). Почему? Никогда не станет возможным при помощи наблюдений окончательно доказать какое-то общее утверждение, однако одно-единственое наблюдение может опровергнуть общее утверждение. Например, «все лебеди белые» – невозможно индуктивно доказать, но один единственный факт «черного лебедя» легко опровергает это утверждение.

Дело в том, что невозможно выводить закон из какого бы то ни было числа случаев. Индуктивный вывод не принудителен с логической точки зрения. А вот дедуктивный метод отлично работает в случае modus tollens.

До «метода Поппера» ученые пытались, когда появлялись наблюдения, противоречащие их теориям, улучшать свои теории. Но ни у кого не приходила в голову мысль о том, что, чтобы доказать теорию, лучше просто самому попробовать ее опровергнуть, не дожидаясь, пока это сделают другие. Однако реально в науке все наоборот, а это тормозит прогресс.

Эксперимент, который мы ставим для того, чтобы опровергнуть нашу собственную гипотезу, называется решающим экспериментом. Именно такого рода эксперименты признаются в науке самыми главными.