Концепция научных революций теории Т. Куна

Введение 

Прогресс науки  и техники в XX веке выдвинул перед  методологией и историей науки актуальную проблему анализа природы и структуры  тех коренных, качественных изменений  научного знания, которые принято  называть революциями в науки. В  западной философии и истории науки интерес к этой проблеме был вызван появлением нашумевшей в 70-х годах работы Томаса Куна "Структура научных революций". Книга Т.Куна вызвала огромный интерес не только историков науки, но также философов, социологов, психологов, изучающих научное творчество, и многих естествоиспытателей различных стран мира.  

 В книге  излагается довольно-таки спорный  взгляд на развитие науки. На  первый взгляд Кун не открывает  ничего нового, о наличии в  развитии науки нормальных и  революционных периодов говорили многие авторы. Но они не смогли найти аргументированного ответа на вопросы: "Чем отличаются небольшие, постепенные, количественные изменения от изменений коренных, качественных, в том числе революционных?", "Как эти коренные сдвиги назревают и подготавливаются в предшествующий период?". Не случайно поэтому история науки нередко излагается как простой перечень фактов и открытий. При таком подходе прогресс в науке сводится к простому накоплению и росту научного знания (кумуляции), вследствие чего не раскрываются внутренние закономерности происходящих в процессе познания изменений. Этот кумулятивистский подход и критикует Кун в своей книге, противопоставляя ему свою концепцию развития науки через периодически происходящие революции.  

 Кратко теория  Куна состоит в следующем: периоды спокойного развития (периоды "нормальной науки") сменяются кризисом, который может разрешиться революцией, заменяющей господствующую парадигму. Под парадигмой Кун понимает общепризнанную совокупность понятий, теории и методов исследования, которая дает научному сообществу модель постановки проблем и их решений.  

 В качестве  попытки наглядно представить  рассматриваемую теорию читателю  предлагается схематический график  развития науки по Куну. Дальнейшее  изложение идет по пути раскрытия понятий и процессов, изображенных на схеме.

1. История науки  по Т.Куну 

Согласно книге "Структура научных революций" Т.Куна, историю науки можно представить  следующей схемой.  

 Комментарий  к схеме: 1 -- При переходе к зрелой науке на основе идей одной (или нескольких) научных школ возникает общепринятая парадигма;

2 -- одно из главных направлений деятельности нормальной науки -- обнаружение и объяснение фактов как фактов, подтверждающих парадигму;

3 -- при таком исследовании часть фактов трактуется как аномалии -- факты, противоречащие парадигме;

4 -- в период кризиса доверие к парадигме в известной степени подорвано, но она еще сохраняет свое значение;

5 -- для объяснения аномальных фактов возникает новая теория как реакция на кризис;

6 -- в ряде случаев новая теория может быть отринута, а часть аномальных фактов путем "решения задач-головоломок" объясняется старой парадигмой;

7, 8 -- новая теория приобретает статус парадигмы и, в результате научной революции, полностью (или частично) замещает старую парадигму. 
 
 

Опишем отдельно такие объекты этой схемы как  допарадигмальный период, парадигма, нормальная наука, аномалии и научная революция  и т.д.

1.1. Допарадигмальный  период  

Допарадигмальный  период в развитии науки характеризуется  наличием большого числа школ и различных направлений. Каждая школа по-своему объясняет различные явления и факты, лежащие в русле конкретной науки, причем в основе этих интерпретаций могут находиться различные методологические и философские предпосылки. В качестве примера можно рассмотреть историю физической оптики. От глубокой древности до конца XVII века не было периода, для которого была бы характерна единственная и общепринятая в научном сообществе точка зрения на природу света. Вместо этого было множество противоборствующих школ, большинство из которых придерживалось какой-либо разновидности теории Эпикура, Аристотеля или Платона. Одно из направлений рассматривало свет как частицы, испускаемые материальным телом; для другого свет был модификацией среды, находящейся между этим телом и человеческим глазом; кроме того, свет объяснялся в терминах взаимодействия среды с излучением самих глаз. Хотя представители всех этих школ физической оптики до Ньютона были учеными, результат их деятельности нельзя в полной мере назвать научным. Не имея возможности принять какую-либо общую основу для своих убеждений, представители каждой школы пытались строить свою собственную физическую оптику заново, начиная с наблюдений.  

 Ученые свои  труды адресовали не к своим  коллегам, а скорее к оппонентам из других школ в данной области исследований и ко всякому, кто заинтересуется предметом их исследования. С современной точки зрения, их труды можно отнести в разряд научно-популярных изданий.  

Допарадигмальный  период, по мнению Куна, характерен для зарождения любой науки. Ситуация, описанная выше, типична в развитии каждой науки, прежде чем эта наука выработает свою первую всеми признанную теорию вместе с методологией исследований -- то, что Кун называет парадигмой. На ранних стадиях развития любой науки различные исследователи, сталкиваясь с одними и теми же категориями явлений, далеко не всегда одинаково описывают и интерпретируют одни и те же явления. Исключение могут составить такие науки, как математика или астрономия, в которых первые прочные парадигмы относятся к их предыстории, а также дисциплины, подобные биохимии, возникающие на стыке уже сформировавшихся отраслей знания. Одновременно с тем, начало астрономии характеризовалось "многопарадигмальностью". В таких разделах биологии, как, например, учение о наследственности, первые парадигмы появились лишь в XX веке.

1.2. Зрелая наука 

На смену допарадигмальной науки приходит, по мнению Куна, зрелая наука. Зрелая наука характеризуется  тем, что в данный момент в ней  существует не более одной общепринятой парадигмы.  

 Первоначальные  расхождения, характерные для  ранних стадий развития науки,  с появлением общих теоретических  и методологических предпосылок  и принципов постепенно исчезают, сначала в весьма значительной  степени, а затем и окончательно. Более того, их исчезновение обычно вызвано триумфом одной из допарадигмальных школ, например, общественным признанием парадигмы Франклина в области исследования электрических явлений.  

 Существование  парадигмы предполагает и более  четкое определение области исследования в зрелой науке (или профессионализм). Именно благодаря принятию парадигмы школа, интересовавшаяся ранее изучением природы из простого любопытства, становится вполне профессиональной научной школой, а предмет ее интереса превращается в научную дисциплину.  

 В наши  дни такие парадигмы или научные  достижения, которые в течение  долгого времени признаются определенным  научным сообществом как основа  для развития его дальнейшей  деятельности, излагаются в учебниках.  Учебники разъясняют сущность принятой теории, иллюстрируют многие ее применения и сравнивают эти применения с типичными наблюдениями и экспериментами. Они определяют правомерность проблем и методов исследования каждой области науки для последующих поколений ученых. До того как подобные учебники стали общераспространенными, аналогичную функцию выполняли знаменитые классические труды ученых: "Начала" и "Оптика" Ньютона, "Электричество" Франклина, "Химия" Лавуазье и многие другие. Их создание было в достаточной мере беспрецедентным, чтобы на долгое время отвратить ученых от конкурирующих концепций, и, в то же время, они были достаточно открытыми, чтобы новые поколения ученых могли в их рамках найти для себя нерешенные проблемы любого вида.

2. Этапы развития  зрелой науки 

Зрелая наука в своем развитии последовательно проходит несколько этапов. Период нормальной науки сменяется периодом кризиса, который либо разрешается методами нормальной науки, либо приводит к научной революции, которая заменяет парадигму. С полной или частичной заменой парадигмы снова наступает период нормальной науки.  

 Согласно  концепции Куна, развитие науки  идет не путем плавного наращивания  новых знаний на старые, а через  смену ведущих представлений  -- через периодически происходящие  научные революции. Однако, действительного прогресса, связанного с возрастанием объективной истинности научных знаний, Кун не признает, полагая, что такие знания могут быть охарактеризованы лишь как более или менее эффективные для решения соответствующих задач, а не как истинные или ложные.  

 В этой  связи следует отметить, что Кун  не связывает явно смену парадигм  с преемственностью в развитии  науки, с движением по спирали  от неполного знания к более  полному и совершенному. По моему  мнению, Кун опускает вопрос о  качественном соотношении старой и новой парадигмы: является ли новая парадигма, пришедшая на смену старой, лучше с точки зрения прогресса в научном познании? Спираль развития зрелой науки у Куна не направлена вверх к высотам "абсолютной истины", она складывается стихийно в ходе исторического развития науки.

2.1. Нормальная  наука 

"Нормальной  наукой" Кун называет исследование, прочно опирающееся на одно  или несколько прошлых научных  достижений, которые в течение  некоторого времени признаются  определенным научным сообществом  в качестве основы для развития, то есть это исследование в рамках парадигмы и направленное на поддержание этой парадигмы. При ближайшем рассмотрении "создается впечатление, будто бы природу пытаются втиснуть в парадигму, как в заранее сколоченную и довольно тесную коробку", "явления, которые не вмещаются в эту коробку, часто, в сущности, вообще упускаются из виду"1.  

Нормальная наука  не ставит своей целью создание новой  теории, и успех в нормальном научном  исследовании состоит не в этом. Исследование в нормальной науке направлено на разработку тех явлений и теорий, существование которых парадигма заведомо предполагает. Кратко деятельность ученых в рамках нормальной науки можно охарактеризовать как наведение порядка (ни в коем случае не революционным путем).  

 По мнению  Куна, "три класса проблем -- установление значительных фактов, сопоставление фактов и теории, разработка теории -- исчерпывают  ... поле нормальной науки, как  эмпирической, так и теоретической"2. Подавляющее большинство проблем,  поднятых даже самыми выдающимися учеными, обычно охватывается этими тремя категориями. Существуют также экстраординарные проблемы, но они возникают лишь в особых случаях, к которым приводит развитие нормального научного исследования. Работа в рамках парадигмы не может протекать иначе, а отказаться от парадигмы значило бы прекратить те научные исследования, которые она определяет. В случае отказа от парадигмы мы приходим к научной революции.  

 Понятие "нормальной  науки", введенное Куном, подверглось  острой критике сторонниками критического рационализма во главе с Карлом Поппером. Поппер согласен с тем, что нормальная наука существует, но если Куну этот феномен представляется как нормальный, то Поппер в работе "Нормальная наука и ее опасности" (1970) рассматривает его как опасный для науки в целом.  

 В критике  понимания Куном нормальной науки  можно выделить два направления.  Во-первых, полное отрицание самого  существования нормальной науки.  С этой точки зрения наука  никогда бы не сдвинулась с  места, если бы основной деятельностью ученых была нормальная наука, как ее представляет Кун. Сторонники этого направления в критике Куна полагают, что нормальной науки, предполагающей только кумулятивное накопление знания, вообще не существует; что из нормальной науки Куна не может вырасти революции. "Нормальная наука" отождествляется с теоретическим застоем или стагнацией в науке.  

 Второе направление  в критике нормальной науки  представлено К.Поппером. Он признает  существование нормальной науки,  но вместе с тем принижает  ее роль. Нормальная наука Куна, как считает Поппер, представляет опасность для самого существования науки. "Нормальный" ученый вызывает у Поппера чувство жалости: он не привык к критическому мышлению. На самом деле, хотя ученый и работает обычно в рамках какой-то теории, при желании он может в любой момент выйти за эти рамки. Неверно, однако, на этом основании говорить об истории науки как о непрерывной революции, к чему склоняется Поппер, и принижать роль нормальной науки как периода эволюционного развития в науке.  

 Действительно, в понимании Куна "самая удивительная особенность проблем нормальной науки ... состоит в том, что они в очень малой степени ориентированы на крупные открытия, будь то открытие новых фактов или создание новой теории"3. Ученые в русле нормальной науки не ставят себе цели создания новых теорий, каких-то значительных качественных (революционных) преобразований в своей научной дисциплине. Для них результат научного исследования значителен уже потому, что он расширяет область применения парадигмы и уточняет некоторые параметры. Такие результаты, особенно в математике, могут быть предсказаны, но сам способ получения результата или доказательство остается в значительной мере сомнительным. Возникающие проблемы часто оказываются трудными для разрешения, хотя предшествующая практика нормальной науки дала все основания считать их решенными или почти решенными в силу существующей парадигмы. Завершение проблемы исследования требует решения всевозможных сложных инструментальных, концептуальных и математических задач-головоломок.  

 Таким образом,  нормальная наука предстает у  Куна как "решение головоломок". Ученый, который преуспеет в этом, становится специалистом своего  рода по решению задач-головоломок,  и стремление к разрешению  все новых и новых задач-головоломок становится стимулом его дальнейшей активности, хотя он и не выходит за рамки нормальной науки. Среди главных мотивов, побуждающих к научному исследованию, можно назвать желание решить головоломку, которую до него не решал никто или в решении которой никто не добился убедительного успеха.  

 Как мы  уже обсуждали, работа в рамках  парадигмы предполагает, что научное  сообщество с приобретением парадигмы  получает критерий для выбора  проблем, которые могут считаться  в принципе разрешимыми, пока  эта парадигма является общепризнанной. В значительной степени ученые занимаются только теми проблемами, которые сообщество признает научными или заслуживающими внимания. Парадигма может даже изолировать научное сообщество от тех важных проблем, которые нельзя свести к типу головоломок, поскольку нельзя представить в терминах концептуального и инструментального аппарата, предполагаемого парадигмой. Такие проблемы иногда отбрасываются только потому, что они кажутся слишком сомнительными, чтобы тратить на них время. Одну из причин кажущегося прогресса в развитии нормальной науки Кун видит в том, что "ученые концентрируют внимание на проблемах, решению которых им может помешать только недостаток собственной изобретательности"4.

2.2 Аномалии и  кризис в науке 

Нормальная наука  не ставит своей целью нахождение нового факта или теории, тем не менее новые явления вновь и вновь открываются научными исследованиями, а радикально новые теории опять и опять изобретаются учеными. "Открытие начинается с осознания аномалии, то есть с установления того факта, что природа каким-то образом нарушила навеянные парадигмой ожидания, направляющие развитие нормальной науки"5 -- пишет Кун. Это осознание различия между вновь обнаруженными фактами и теорией приводит затем к более или менее расширенному исследованию области аномалии.  

Аномалия появляется только на фоне парадигмы. Чем более  точна и развита парадигма, тем  более чувствительным индикатором  она выступает при обнаружения  аномалии, что тем самым приводит к изменению в парадигме. Осознание  аномалии открывает период, когда парадигмальные теории приспосабливаются (подгоняются) к новым обстоятельствам до тех пор, пока аномалия не становится ожидаемой. Причем усвоение теорией нового вида фактов требует чего-то большего, чем просто дополнительного приспособления теории; ученый должен научиться видеть природу в ином свете. Так восприятие обнаруженной аномалии потребовало изменения парадигмы. Все известные в истории естествознания открытия новых видов явлений характеризуются тремя общими чертами: предварительное осознание аномалии, постепенное или мгновенное ее признание и последующее изменение парадигмальных понятий и процедур.  

 После того  как открытие осознано, научное  сообщество получает возможность  объяснять более широкую область  явлений и процессов или более точно описать те явления, которые были известны ранее, но были плохо объяснены. Но этого можно достичь только путем отбрасывания некоторых убеждений прежней парадигмы или их замены другими.  

 Приведем  примеры, свидетельствующие о  том, что осознание аномалии явилось предпосылкой к значительным изменениям в теории естествознания. Расхождения наблюдений положения планет и их предсказания, получаемого с помощью геоцентрической системы Птолемея, привело к наиболее известному в истории естествознания изменению парадигмы -- возникновению астрономии Коперника и его гелиоцентрической системы. Новая теория света и цвета Ньютона возникла с открытием, что ни одна из существующих парадигм не способна учесть длину волны в спектре. Новая волновая теория, заменившая ньютоновскую, появилась в результате возрастающего интереса к аномалиям, затрагивающим дифракционные и поляризационные эффекты теории Ньютона. Обнаружение парадоксов канторовской теории множеств и логики (первые парадоксы, или антиномии, были обнаружены еще самим Г.Кантором, и число их продолжало возрастать) вылилось в кризис оснований математики в начале XX века и возникновение новых теорий и концепций.  

 Осознание  аномалий, как правило, продолжается  так долго и проникает так  глубоко, что можно с полным основанием сказать: области, затронутые этими аномалиями, находятся в состоянии нарастающего кризиса. Под нарастающим кризисом Кун понимает постоянную неспособность нормальной науки решать ее головоломки в той мере, в какой она должна это делать, и тем более возникающие в науке аномалии, что порождает резко выраженную профессиональную неуверенность в научной среде. По выражению Куна, "банкротство существующих правил означает прелюдию к поиску новых"6. Таким образом, на фоне нарастающего кризиса происходит возникновение новых теорий, или, по Куну, "новая теория предстает как непосредственная реакция на кризис"7.  

 История науки  свидетельствует о том, что  на ранних стадиях развития  новой парадигмы возможно создание  альтернативных теорий. Как замечает  Кун, "философы науки неоднократно показывали, что на одном и том же наборе данных всегда можно возвести более чем один теоретический конструкт"8. Но ученые редко прибегают к подобному изобретению альтернатив, характерному для допарадигмального периода. "Как и в производстве, в науке смена оборудования -- крайняя мера, к которой прибегают лишь в случае действительной необходимости". Именно кризисы выступают индикаторами своевременности этого переоборудования.  

 Таким образом,  любой кризис начинается с  сомнения в существующей парадигме и последующего расшатывания правил исследования в рамках нормальной науки. С этой точки зрения исследование во время кризиса подобно исследованию в допарадигмальный период, однако, в последнем случае ученые сталкивались с большим числом трудностей. Все кризисы заканчиваются одним из трех возможных исходов. Во-первых, иногда нормальная наука доказывает свою способность разрешить проблемы, порождающую кризис, несмотря на кажущийся конец существующей парадигмы (этому соответствует пунктирная стрелка 6 на схеме). Во-вторых, при сложившемся положении вещей решение проблемы может не предвидится, так что не помогут даже радикально новые подходы. Проблема откладывается в сторону (в разряд необоснованных аномальных фактов, см. на схеме стрелку 3) в надежде на ее решение новым поколением ученых или с помощью более совершенных методов. Наконец, возможен третий случай, когда кризис разрешается с возникновением новой теории для объяснения аномалий и последующей борьбой за ее принятие в качестве парадигмы (на схеме этому случаю соответствует процесс, обозначенный стрелками 5, 7, 8). Этот последний способ завершения кризиса Кун и называет научной революцией, которую мы будем рассматривать в следующем подпункте.

2.3. Революция  в науке 

Научная революция, в отличие от периода постепенного накопления (кумуляции) знаний, рассматривается как такой некумулятивный эпизод развития науки, во время которого старая парадигма замещается полностью или частично новой парадигмой, несовместимой со старой.  

 Осознание кризиса, описанное в предыдущем разделе, составляет предпосылку революции.  

 Как во  время политических революций  выбор между конкурирующими политическими  институтами оказывается выбором  между несовместимыми моделями  жизни общества, так и во время  научных революций выбор между конкурирующими парадигмами оказывается выбором между несовместимыми моделями жизни научного сообщества. Кун утверждает, что "Вследствие того, что выбор носит такой характер, он не детерминирован и не может быть детерминирован просто оценочными характеристиками процедур нормальной науки... Когда парадигмы, как это и должно быть, попадают в русло споров о выборе парадигмы... каждая группа использует свою собственную парадигму для аргументации в защиту этой же парадигмы"9. Кун считает, что аргументация за выбор какой-то конкретной парадигмы "обращается не к логике, а к убеждению".  

 Кун показывает, что научные революции не являются  кумулятивным этапом в развитии  науки, напротив, кумулятивным этапом  являются только исследование  в рамках нормальной науки,  благодаря умению ученых отбирать  разрешимые задачи-головоломки. 

2.3.1 Несовместимость старой и новой парадигмы 

В своей теории научных революций Кун не разделяет  точки зрения позитивистов, которые  считают, что каждая новая теория не должна вступать в противоречие с предшествующей теорией. Наиболее известный пример, приводимый в защиту такого понимания развития науки, является анализ отношения между динамикой Эйнштейна и уравнениями динамики, которые вытекали из "Математических Начал Натуральной Философии" Ньютона. С точки зрения теории Куна эти две теории совершенно несовместимы, как несовместима астрономия Коперника и Птолемея: "теория Эйнштейна может быть принята только в случае признания того, что теория Ньютона ошибочна"10  

"Можно ли  в самом деле динамику Ньютона  вывести из релятивистской динамики? ... Представим ряд предложений  E1, E2,..., En, которые воплощают в себе законы теории относительности. Эти предложения содержат переменные и параметры, отображающие пространственные координаты, время, массу покоя и т.д. Из них с помощью аппарата логики и математики дедуцируется еще один ряд предложений... Чтобы доказать адекватность ньютоновской механики как частного случая, мы должны присоединить к предложениям Ei дополнительные предложения типа (v/c)2 << 1, ограничив тем самым область переменных и параметров. Этот расширенный ряд предложений преобразуется затем так, чтобы получить новую серию N1, N2,..., Nm, которые тождественны по форме с ньютоновскими законами движения, законом тяготения и т.д. Очевидно, что ньютоновская динамика выводится из динамики Эйнштейна при соблюдении нескольких ограничивающих условий.  

 Тем не  менее такое выведение представляет  собой передержку, по крайней  мере в следующем. Хотя предложения  Ni являются специальным случаем  законов релятивистской механики, все же они не являются законами  Ньютона... Переменные и параметры, которые в серии предложений Ei, представляющей теорию Эйнштейна, обозначают пространственные координаты, время, массу и т.д., все также содержатся в Ni, но они все-таки представляют эйнштейновское пространство, массу и время. Однако физическое содержание эйнштейновских понятий никоим образом не тождественно со значением ньютоновских понятий, хотя и называются они одинаково... Если мы не изменим определения переменных в Ni, то предложения, которые мы вывели, не являются ньютоновскими. Если мы изменим их, то мы не сможем, строго говоря, сказать, что вывели законы Ньютона... Конечно, приведенная выше аргументация объясняет, почему законы Ньютона казались пригодными для работы."11  

 Таким образом,  хотя устаревшую теорию можно  рассматривать как частный случай ее современного преемника, она должна быть преобразована для этого. В рассматриваемой работе, автор приводит и другие примеры несовместимости предыдущей и последующей теорий (доньютоновские представления о движении и теория Ньютона, скачок в изучении электрических явлений (сер.XVIII века), теория флогистона и теория химического строения Дальтона и др.)

2.3.2 Переключение  гештальта в результате революций 

В результате научной  революции изменяется взгляд ученых на мир. В каком-то смысле можно сказать, что в результате революции ученый оказывается в другом мире, разительно отличающемся от прежнего. Это происходит вследствие того, что ученые видят мир своих исследований через призму парадигмы. Кун сравнивает изменения взглядов ученых в результате научной революции с переключением зрительного гештальта: "То, что казалось ученому уткой до революции, после революции оказывалось кроликом"12. В гештальт-экспериментах предпосылкой самого восприятия является некоторый стереотип, напоминающий парадигму. К сожалению, ученые не могут переключать в ту или другую сторону свое восприятие также сравнительно легко, как это происходит с испытуемыми в гештальт-экспериментах.  

 Кун приводит  много примеров такого "изменения  виденья мира" в результате  научных революций. Это изменение взглядов на электричество в результате изобретения лейденской банки, это переход от теории распространения световых волн через эфир к электромагнитной теории Максвелла, это замена геоцентрической системы в астрономии гелиоцентрической теорией Коперника и т.д.  

 Часто изменения  во взглядах маскируются тем,  что результате смены парадигмы  не происходит видимого со  стороны изменения терминологии  науки. Но при вдумчивом рассмотрении  оказывается, что в старые понятия  вкладывается новый смысл. Так  Птолемеевское понятие планеты отличается от Коперниканского, смысл понятия "время" у Ньютона не равнозначен времени Эйнштейна.  

 Изложенное  выше, является одной из причин  того, что выбор между конкурирующими  парадигмами не может выть  решен средствами нормальной науки. Каждая из научных школ, защищая свою точку зрения, будет смотреть на мир через призму своей парадигмы. В таких спорах выясняется, что каждая парадигма более или менее удовлетворяет критериям, которые она определяет сама, но не удовлетворяет некоторым критериям, определяемым ее противниками.