ФИЛОСОФИЯ_И_ИСТОРИЯ_НАУКИ_ЛЕКЦИИ

Сказанное не умаляет ценности и значения классификаций, но показывает естественные границы этой логической формы эмпирического познания.

Естественное стремление ученых максимально полно познать свой предмет и упорядочить полученные знания и выражается на определенном этапе развития научного знания в создании классификаций. История науки подтверждает:

классификация – необходимый этап для достижения эмпирическим познанием своего высшего уровня – обнаружения эмпирических закономерностей.

Эмпирическая закономерность – особая логическая форма, выражающая устойчивую и повторяющуюся связь двух или более параметров изучаемого объекта. Иногда говорят об эмпирических законах, что не совсем корректно, на наш взгляд. Понятие научного закона очень обязывающее. С самого возникновения науки под научным законом справедливо понималась необходимая связь существенных свойств объекта,

при этом не терпящая исключений. Эти три признака: необходимость,

существенность и отсутствие исключений являются важнейшими логическими параметрами законов науки. Невозможно представить себе исключения из законов тяготения, сохранения энергии, Периодического закона и т. д. Между тем обеспечить на эмпирическом уровне познания соблюдение этих условий невозможно. Собственно говоря, научное мышление едино; переход от эмпирического к теоретическому и состоит в познании необходимого и существенного на основе исследования данной нам в наблюдении и эксперименте реальности, но уже иными средствами, средствами теоретического мышления. Нужда в нем возникает как раз потому, что на эмпирическом уровне познания вполне можно установить свойства объектов, их обобщить, обнаружить устойчивые регулярности. Но невозможно определить, какие из многочисленных характеристик объекта являются существенными, а какие – нет,

какие связи, даже повторяющиеся, принципиально важны, а какие – второстепенны.

Поэтому правильнее говорить не об эмпирических законах, но о закономерностях.

Понятие закономерности является ослабленной «тенью» понятия научного закона;

оно устанавливает, повторим, устойчивую связь двух или более параметров без указания на ее необходимый и существенный характер.

Классическими примерами эмпирических закономерностей являются законы Кеплера и законы стехиометрии. Относясь к разным и (по крайней мере в то время, когда были открыты) совершенно не связанным друг с другом отраслям науки, эти регулярности

были установлены абсолютно одинаковым способом: на основе обобщения и классификации большого массива эмпирических данных. Роль и значение этих законов огромна, с их помощью были объяснены природные процессы, создана программа дальнейших исследований. А самое главное состояло в том, что формулировка этих закономерностей поставила перед научным мышлением целый ряд принципиальных вопросов. Почему планеты движутся не по круговым, как считалось в течении тысячелетий, а по эллиптоидным орбитам? Почему скорость движения планет вокруг Солнца неравномерна? Почему разные вещества реагируют друг с другом в разных целочисленных отношениях и пропорционально их эквивалентам? Почему вопреки закону постоянства состава существуют бертоллиды?

Поиск ответов на эти и многие другие вопросы, возникающие благодаря формулировке эмпирических закономерностей, принуждает научное мышление создавать новые логические формы и методы, - формы и методы теоретического мышления.

Переходной формой, объединяющей эмпирический и теоретический уровни науки,

является научная проблема.

В повседневной речи, да и в научном обиходе обычно проблемой называют любое затруднение или вопрос. Философия науки понимает научную проблему более строго:

это – особая логическая форма, фиксирующая противоречие в корпусе научного знания. Характер противоречий может быть разным: это и несоответствие знания логическим стандартам, и противоречие между разными теориями, и противоречие между теоретическими структурами и экспериментом, и противоречие одних эмпирических данных другим. Приведем примеры для наглядности: парадоксы теории множеств (нарушения требования непротиворечивости теорий);

несовместимость волновой и корпускулярной теории света; противоречие между расчетами на основе закона Штарка-Эйнштейна и экспериментальными данными;

несовместимость результатов экспериментов Пру и Бертолле.

На самом деле эти четыре типа проблем не исчерпывают все возможные виды проблем в науке. Разнообразие проблемных ситуаций в науке велико, и это очень хорошо, так как существование проблем – источник прогресса науки. Противоречие - источник жизненности и силы, говорил Гегель. Наука без противоречий – это мертвое знание,

которому некуда и незачем меняться. К счастью, диалектика развития науки такова,

что решение одних проблем порождает гораздо большее число новых. Именно поэтому мы наблюдаем не линейный, а экспоненциальный рост научного знания.

Проблема представляет собой «знающее незнание», она появляется не тогда, когда мы чего-то не знаем вовсе, но в том случае, когда в нашем знании обнаруживаются разрывы, «черные дыры», нарушающие логические связи внутри него. Не так давно,

всего лишь в 19 веке ученые считали, что мир принципиально познан, мы не знаем лишь не столь существенные детали. Сегодня никто не придерживается такого наивного взгляда. Напротив, уроки науки 20 века воспитали в научном сообществе понимание того, что в окружающем мире есть вещи, о которых мы сегодня даже предположений не можем строить. Это, так сказать, «чистое незнание». Оно не является проблемой, наука с ним ничего сделать не может, только терпеливо ждать открытия новых возможностей познания. Но фундаментальной проблемой является,

например, пока не созданная общая теория катализа, поскольку мы знаем огромное количество релевантных явлений, существуют частные теории отдельных классов каталитических процессов. Очевидно, что между разнообразными видами катализа есть нечто общее, что и должна выразить фундаментальная теория, которой пока нет.

И это – проблема, так как отсутствие такой теории ведет к противоречию между логическими стандартами химии как науки и ее актуальным состоянием.

Научная проблема не является единственной причиной прогресса знания.

Создаваемый логикой образ научного знания носит по природе своей максималистский идеальный характер. Трансформируясь в рабочие принципы научной рациональности, этот образ всегда держит научное сообщество, так сказать,

в напряжении, поскольку актуальное состояние науки априори не может полностью соответствовать идеалу, совпадать с ним. В этом состоит главная причина неутомимой деятельности ученых по познанию окружающего мира, обеспечивающей непрерывный рост научного знания. Однако формирование и обнаружение проблем оказывается узловым моментом, сулящим малые и революционные качественные скачки в познании. Яркой иллюстрацией к сказанному может быть история с гипотезой У. Праута, который в 1815 г. предположил, что по сути единственным химическим элементом является водород, а все остальные элементы являются его мультипликациями. Соответственно, если его атомный вес принять за 1, то атомные веса всех других элементов должны выражаться целыми числами. Первоначально эта гипотеза была принята химиками благосклонно, но точное измерение атомных весов.

Однако установление в 1826 г. Й. Берцелиусом атомного веса хлора (35,45) заставило ученых с сожалением отказаться от этой гипотезы и еще больше укрепиться в мысли о том, что химические элементы – от века данные неизменные начала природы. В

данном случае проблемы не получилось, поскольку одна из составляющих противоречия была попросту элиминирована. Но если представить себе, что ученые не отказались бы от гипотезы У. Праута, им пришлось бы проводить интенсивные эмпирические исследования по уточнению атомных весов элементов (что, впрочем, и

так происходило), а также теоретические исследования, выясняя, по какой причине истинные значения атомных весов отклоняются от целых чисел. Результатом таких исследований стало бы (как это и произошло в начале 20 века) появление знаний об изотопах, явлении дефекта масс, синтезе и распаде элементов. В данном случае этого не произошло, поскольку химики отказались от гипотезы У. Праута. Но вот точно такой же эпизод (с точки зрения его логической природы), в котором химики повели себя иначе. Применение фотохимического закона Штарка-Эйнштейна к соответствующим реакциям показало огромные различия между расчетными и реальными показателями. Если бы химики начала 20 века повели бы себя так же, как их предшественники в случае с гипотезой У. Праута, химия в этой области продолжила бы свой размеренное количественный рост. Но М. Боденштейн и его коллеги посчитали, что и закон верен, и экспериментальные данные не подлежат сомнению. А это означало проблему, сформировавшуюся как классическое противоречие между теорией и фактами. Решение этой проблемы состоялось в качественном скачке: введении в науку понятия цепной реакции, тем самым был заложен первый камень в фундамент будущего учения о цепных реакциях. Возникнув впервые в химии, сегодня это понятие работает в очень многих областях науки,

техники, медицины и т. д.

Эти два реальных примера из истории науки достаточно выпукло показывают важнейшую роль проблем как противоречий в развитии научного знания. Они создают большие и малые критические ситуации, выход из которых, как правило,

требует формулировки новых понятий, принципов, методов, теорий. Именно здесь мы имеем дело с ключевым для существования науки этапом – формированием основ нового знания. Исходным пунктом, клеточкой его является возникновение и развитие научных идей.

Происхождение идей и их значение в жизни науки неоднократно становилось предметом исследования. Пионером был, пожалуй, Ф. Бэкон. Он был настоящим провидцем, заглянувший минимум на пару столетий вперед. Ф. Бэкон был убежден -

наука будет приносить не только знания, но и практические плоды, станет не просто способом удовлетворения человеческой любознательности, но основой жизни общества. В этой связи он обеспокоился тем, что научные идеи появляются по большому счету случайно. Это его не устраивало, поэтому он попытался создать универсальный научный метод, который позволял бы планомерно создавать научное знание точно так же, как английская текстильная мануфактура исправно производила сукно отличного качества. Фактически он полагал, что можно сформулировать определенный алгоритм, правильное применение которого позволило бы развивать науку, элиминировав случайность. История показала, что такой подход был наивен;

никто и никогда не совершил никаких открытий, применив бэконовский индуктивный метод. Напротив, в философии науки сформировалось твердое убеждение в том, что возникновение новых научных идей – процесс иррациональный и не может быть предметом научного анализа. В четкой форме этот подход выразился в так называемой дилемме Поппера-Райхенбаха, предполагающей разбиение всех событий в науке на два подмножества: «контекст открытия» и «контекст обоснования». Первое – это процессы создания нового знания в науке, собственно само научное творчество.

Поскольку оно связано с массой трудноуловимых факторов, озарением, интуицией,

свободными ассоциациями и т. д., в лучшем случае, говорят авторы этой дилеммы,

творчество может быть предметом описательной психологии, не более. Поэтому рациональное исследование должно ограничиться процедурами обоснования и доказательства уже открытого знания, так называемым «контекстом обоснования».

Авторы этой дилеммы допускают очевидную ошибку, отрицая то, что процесс обоснования в науке тоже является открытием нового знания, а именно – установлением истинностного значения того, что доказывается. Мало было открыть теорему Ферма в 1637 году. 357 лет математики подозревали, что она верна и является частью математического знания, однако не могли это твердо утверждать, пока в 1994

году она не была доказана. И само доказательство, сформулированное Э. Уайлсом,

является весьма ценным новым знанием. Первые знания о германии сформулировал Д. И. Менделеев, но пока К. Винклер не открыл этот элемент, эти знания оставались гипотетическими. К. Винклер доказал их. Но разве можно сказать, что работа

немецкого химика носила всего лишь служебный характер процедуры обоснования?

Вопрос риторический.

Помимо своей логической несостоятельности дилемма Поппера-Райхенбаха опровергается историей науки. Если быть точнее – развитие науки опровергает главную мысль К. Поппера о том, что в появлении новых идей нет ничего логического,

рационального и закономерного. Так ли это на самом деле? Еще раз подчеркнем: нет никаких сомнений в том, что научное творчество, как и любые другие виды творчества, действительно связано с многими процессами и факторами, которые трудно или почти невозможно «ухватить». Но невозможно не заметить одно существенное отличие, лежащее буквально на поверхности. Очень трудно представить себе, чтобы два поэта написали независимо друг от друга две одинаковые поэмы, или чтобы два художника создали одинаковые натюрморты. Во всяком случае,

история искусства ничего подобного не знает, хотя с точки зрения логики такая вероятность есть, она не нулевая (в логике это называется «пустой возможностью»).

История науки, напротив, полна примеров, когда ученые независимо друг от друга совершали одни и те же открытия. Принципиальное объяснение этого феномена состоит в том, что возникновение нового знания имеет свою внутреннюю логику,

определяемую внутренней логикой предмета науки. В развитии научного знания ярко проявляется диалектика необходимого и случайного, всеобщего и единичного,

объективного и субъективного. История науки знает случаи, когда некоторые ученые останавливались по разным причинам буквально в шаге от великих открытий, и честь таких свершений доставалась другим. Да, действительно, творчество непредсказуемо;

невозможно предугадать, кто сформулирует новую научную идею, Петр или Павел. И

вряд ли удастся осуществить рациональную реконструкцию субъективного процесса,

происходившего в голове ученого, совершившего открытие. Но если внутренняя логика развития науки привела к определенному этапу, который сделал то или иное открытие необходимым, оно обязательно будет совершено кем-то из научного сообщества, или даже дилетантом.

Это утверждение выпукло оттеняется феноменом несвоевременных открытий,

которые случаются в науке время от времени. Творческое мышление принципиально свободно, оно может формулировать идеи, появление которых не детерминировано уровнем развития той или иной науки. Такие идеи случайны в том смысле, что наука

в них в данный период не нуждается. В редких случаях эти идеи дают толчок развитию знания, но чаще всего остаются «на обочине». Теория групп Э. Галуа, законы генетики, установленные Г. Менделем, теория адсорбции газов на твердых телах М.

Поляни, многие и многие другие открытия ждали десятилетия, а то и больше, прежде чем были интегрированы в структуру научного знания. «Чемпионом» является,

конечно, гелиоцентрическая система мира, сформулированная Аристархом Самосским в 3 веке до нашей эры. Ей пришлось ждать около 2000 лет… Все эти открытия не были поняты современниками не в силу их невежества; уровень проникновения математики, биологии, химии и астрономии в свой предмет,

господствующие идеи и методы, общее состояние научного знания не позволяли сделать эти идеи органической частью науки. Их инкорпорация стала возможной тогда, когда внутренняя логика развития наука сделала «новые-старые» идеи необходимыми для ее дальнейшего развития.

Наиболее точно сущность научной идеи выразил М. Планк: идея – это мост,

переброшенный над пропастью между двумя блоками научного знания, которые до ее появления казались несоединимыми. Этой мыслью великий физик точно выразил логическую сущность идеи: она создает новую существенную связь, которая ранее не была выявлена и установлена. Это может новая связь между уже существующими понятиями/концептуальными блоками. Так, в процессе открытия Периодического закона Д. И. Менделеев установил ранее неизвестную связь между атомным весом и комплексом физико-химических свойств элементов, что, собственно, и составило содержание нового закона. Тем самым первая концептуальная система химии получила свое логическое завершение, поскольку было получено самое общее объяснение того, как именно состав вещества детерминирует его свойства. Но довольно часто возникновение новой идеи осуществляется как синтез нового понятия.

Ток смещения в электродинамике Дж. К. Максвелла, понятие гена в учении Г.

Менделя, понятие разветвления цепи, введенное Н. Н. Семеновым, будучи интегрированы в уже существующие концептуальные структуры, вызвали их глубокую трансформацию. Именно в этом состоит особая ценность новых научных идей: они позволяют не просто открыть новые существенные связи в изучаемых объектах, но закладывают основы исследовательских программ, заставляя по-новому взглянуть и на уже сформированное знание. Идея имеет двойственную природу. В

каком-то смысле она является своеобразным завершением определенного этапа

развития научного знания, так как в самом общем виде решает ту или иную научную проблему. С другой стороны, идея – всего лишь идея, нечто зачаточное, истинный потенциал которого возможно установить лишь в ходе ее реализации. Она еще должна доказать свою жизнеспособность и плодотворность, пройдя многочисленные теоретические и эмпирические испытания.

Возвращаясь к истокам современной науки, можно сказать, что в определенном смысле научная революция 17 века состояла в освобождении ученых от жесткой зависимости от эмпирических данных. Методология Аристотеля, характерная для античной и средневековой науки, требовала неукоснительно следовать логике эмпирического материала, тщательно собирать его, обобщать и анализировать.

Аристотель не допускает теоретических построений, противоречащих эмпирической очевидности. Эмпирическая очевидность первична, умозрение – вторично. Такова его физика, верой и правдой служившая людям почти 2000 лет. Одним из важнейших аспектов нового научного метода, созданного основателями классической науки,

стало свободное творчество ученых. Они прилумали себе право формулировать любые, даже самые фантастические, на первый взгляд, идеи. Несколько отвлекаясь от нашей темы, скажем, что эта новая культура научного мышления была в немалой степени сформирована искусством эпохи Возрождения, радикально свободным в сравнении с искусством средневековым. Не случайно, что многие историки науки помнят Леонардо как одного из основоположников нового научного мышления несмотря на то, что собственно в научной области он не так много и сделал.

Право ученого выдвигать любые идеи органически связано с его обязанностью эти идеи реализовывать, т.е. доказывать их состоятельность. Вопреки эмпирической очевидности, зарождавшаяся новая механика сформулировала идею о том, что масса физического тела является главным параметром, определяющим его динамику.

Разумеется, эта идея требовала своего обоснования, что невозможно было сделать,

просто обратившись к наблюдаемым явлениям, которые ясно демонстрировали, что движения тела куда больше зависит от формы и размеров, чем от массы. Как в этом конкретном случае, так и вообще, новую идею нельзя непосредственно применить к эмпирическим данным, так как еще не развитая, «сырая» мысль неизбежно будет опровергнута большим массивом разнообразных фактов. Новорожденную идею нужно запеленать в особую логическую структуру, которая, с одной стороны, защитит

ее от эмпирических данных и, с другой, - позволит ее развивать, создаст условия для синтеза новой идеи и уже существующего научного знания. Такие логические структуры – идеальные объекты – стали еще одним гениальным изобретением ученых Нового времени.

Пожалуй, первым в истории науки идеальным объектом стало понятие материальной точки, которая мыслится как физическое тело, размерами, формой и другими характеристиками которого можно пренебречь. Нельзя пренебречь только одним параметром, без которого это понятие теряет всякий смысл, - массой. Почему? Потому что понятие материальной точки воплощает в себе основную идею динамики:

движение любого физического тела определяется его массой. Второй важнейший аспект материальной точки – ее отождествление с геометрической точкой. Это необходимо для применения к исследованию поведения физических тел аналитической геометрии, да и других разделов математики.

Пример с материальной точкой позволяет понять сущность и необходимость идеальных объектов в науке. Они представляют собой реализацию в виртуальном

(пока еще!) бытии основного содержания научной идеи. Любой самый малый и простой фрагмент реального мира представляет собой сложнейшее переплетение огромного числа сил и факторов. Задача понимания этого клубка без его, так сказать,

разматывания, оказывается нерешаемой, или решаемой неверно, как это продемонстрировала физика Аристотеля. Поэтому и был придуман альтернативный способ познания, в основе которого – сила творческого воображения ученого. Идея массы как величины, определяющий основные параметры движения тела, никак не выводима из наблюдаемой действительности, скорее наоборот, наблюдения могут ее только опровергнуть. Поэтому для развития и обоснования этой идеи требуется создать некую искусственную реальность сначала в мысли, а потом попытаться ее материализовать. Следует убрать все те факторы, которые с точки зрения этой идеи являются второстепенными. Именно эта операция и приводит к понятию материальной точки. На основе уже созданного идеального объекта проводится сортировка эмпирических данных, их ранжирование по значимости. Если Я.Г. Вант-

Гофф и С. Аррениус определили в качестве основных параметров реакций концентрацию реагентов и температуру, то остальные факторы, влияющие на химический процесс, будут трактоваться как второстепенные или третьестепенные

(возмущения). Соответственно и будет сформулирована исследовательская программа, включающая в себя теоретические и экспериментальные задачи.

Экспериментальная часть программы особенно важна, именно она призвана превратить идею из плода воображения в объективную реальность посредством материализации идеального объекта. При относительно успешном решении этой задачи научная идея станет объективной, мысль ученого совпадет с материальной действительностью, т.е. будет достигнута цель научного познания – объективная истина как тождество субъекта и объекта. Мы не случайно использовали словосочетание «относительно успешное решение»; идеальные объекты являются таковыми не только как конструкции мышления (идеальное против материального),

но и как абсолютные, идеальные в смысле совершенства. Это обстоятельство является одной из важнейших причин того, что результаты натурных экспериментов никогда не совпадают полностью с расчетными показателями.

Важнейшим отличием идеальных объектов от реальных является ограниченное число характеристик первых. В процессе их конструирования исследователь фиксирует только те свойства, которые ему нужны для развития исходной идеи. Возможность управлять набором свойств идеальных объектов обеспечивает свободу творчества ученого и становится важным условием достижения главной цели научного поиска – создания научной теории.

Научная теория – основная логическая форма существования науки в ее зрелой форме.

Мы уже ввели в начале данной лекции упрощенное понятие теории как обоснованного научного закона. В реальной науке, конечно, теории являются гораздо более сложными образованиями, хотя в этой упрощенной трактовке суть дела изложена верно. Теории возникают тогда и только тогда, когда удается формулировать хотя бы один закон. Обычно законы, лежащие в фундаменте теории, называют принципами. С

логической точки зрения никакой существенной разницы между принципом и законом не существует; так, вполне корректно говорить о принципе и/или законе инерции. Называя закон принципом, мы подчеркиваем его фундаментальный характер, определяющий основные параметры научного знания.

Законы составляют основное содержание научных теорий. В отличие от эмпирических закономерностей они фиксируют необходимую всеобщую связь существенных свойств предмета теории. Даже беглый взгляд на фундаментальные