Основные методы построения научных теорий

 

федеральное агентство  ПО РЫБОЛОВСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВРСИТЕТ»

 

 

 

 

 

Кафедра философии

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

по дисциплине: «История и философия науки»

по теме: «Основные методы построения научных теорий»

 

 

 

 

 

 

	Аспирант: Мищенко Е.С.
	Рецензент: к.ф.н., Мачкарина О.Д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мурманск

2010

 

ПЛАН

 

ВВЕДЕНИЕ 3

1. Понятие научной теории 4
1. Определение и функции теории 4
2. Функции научной теории 5
3. Классификация теорий 5
2. Основные методы построения теорий в историческом контексте 6
1.  6
2.  7
3. Универсальные приемы при построении теории 9
1. Абстрагирование   идеализация 9
2. Схематизация и моделирование 9
3.  10

заключение 13

СПИСОК ИЗПОЛЬСУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 14

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Актуальность. Подобная возможность  развития аппарата научной абстракции в рамках и на основе Т. делает последнюю мощнейшим средством решения фундаментальных задач познания действительности.

Чтобы ответить V на вопрос, сформулированный в проблеме, в качестве 1 пробного решения выдвигают гипотезу, которая в ходе ) дальнейшего исследования может превратиться в закон I или  потребовать построения целой теории. Впоследствии \ истинность этой теории должна быть проверена на опыте. | Такова одна из наиболее распространенных общих  схем научного исследования.

эмпирические методы исследования выступают на первый план и поэтому сама схема познания видоизменяется: ученый идет от эмпирии к теории, хотя при отборе необходимой эмпирической информации руководствуется некоторыми теоретическими представлениями.

Ряд авторов, ограничиваясь анализом традиционных, устоявшихся форм рационального познания (понятия, суждения и умозаключения), такие специальные формы и методы научного" исследования, как гипотеза, закон и теория, зачастую совершенно не рассматривают или же искусственно сводят к первым. По этим причинам в работе сделана попытка обсудить прежде всего специфические для научного познания методы исследования.

Метод представляет определенную последовательность действий, приемов  и операций, выполнение которых необходимо для достижения поставленной цели. В то

Цель  исследования – выявление и анализ основных  методов построения научных  теорий. Достижение данной цели предполагает решение следующих задач:

-  выявить  природу   и  механизмы  развития  ;

-  проанализировать 

-  показать

-  провести  анализ  процесса  становления  постнеклассического   типа

- раскрыть  особенности  

-  рассмотреть  проблематику,  связанную  с  

-обосновать понятия ""

-Охарактеризовать сущность, проблемы и тенденции 

 

Теоретическую основу исследования составили результаты философских и конкретно-научных исследований  в  философии  и  методологии  науки, а именно: работы отечественных авторов В.С.Степина, Г.И. Рузавина, В.А. Смирнова и др., труды зарубежных философов К. Поппера, Т. Куна, И. Лакатоса, А. Эйнштейна и др.

При написании работы использовались сравнительно-сопоставительный,  исторический, диалектический методы, принципы системного подхода, методы анализа и синтеза.

Структура работы. Работа состоит из введения, плана, трех разделов, которые объединяют 9 подразделов, заключения и списка использованных источников из 42 наименований. Полный объем основной части – 181 страница.

 

 

1. Понятие о научной теории
1. Определение научной теории

В Философском словаре под редакцией И.Т. Фролова дано следующее определение: «Теория (греч. Theoría – рассмотрение, исследование), в широком смысле – комплекс взглядов, представлений, идей, направленных на истолкование и объяснение какого-л. явления; в более узком и специальном смысле – высшая, самая развитая форма организации научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и существующих связях определённой области действительности – объекта данной теории»¹.

По своему строению теория представляет собой внутренне дифференцированную, но целостную систему знания, которую характеризуют логическая зависимость одних элементов от др., выводимость содержания Т. из некоторой совокупности утверждений и понятий – исходного базиса теории – по определенным логико-методологическим принципам и правилам.

 Переход от эмпирической  стадии науки к теоретической, когда появляются и развиваются теории в собственном смысле, осуществляется через ряд промежуточных форм теоретизации, в рамках которых формируются первичные теоретические конструкции. Согласно В.С. Степину, «Содержательная структура научных теорий определена системной организацией идеализированных (абстрактных) объектов (теоретических конструктов)... В сети абстрактных объектов…можно выделить особые подсистемы, построенные из небольшого набора базисных конструктов. В своих связях они образуют теоретические модели исследуемой реальности. Эти модели включаются в состав теории и образуют ее «внутренний скелет». Относительно них формулируются теоретические законы. Такого рода модели, составляющие ядро теории, можно назвать теоретическими схемами»².

 

2. Основные компоненты теории

При рассмотрении теории в  завершенной форме как некоторый  результат познавательной деятельности (статический подход), главное внимание уделяется ее структуре, т. е. выявлению тех основных элементов, из которых она построена:

1. эмпирические предпосылки теории: ее основные факты, данные и результаты их простейшей логико-математпческой обработки;
2. исходный теоретический базис: главные допущения, идеализации, постулаты, или аксиомы, фундаментальные законы, или принципы;
3. логический аппарат теории: правила определения производных понятий с помощью основных, логические правила вывода, или доказательства;
4. все потенциально возможные следствия, или выводы теории как основной массив теоретического знания³.

Методологически центральную  роль в формировании теории играет лежащий в ее основе идеализированный объект – теоретическая модель существенных связей реальности, представленных с помощью определенных гипотетических допущений и идеализаций (в классической механике – система материальных точек, в молекулярно-кинетической теории – множество замкнутых в определенном объеме хаотически соударяющихся абсолютно упругих молекул). Данный объект содержит определенную программу исследования, которая реализуется в построении теории. Соотношения элементов идеализированного объекта – это теоретические законы, которые формулируются не непосредственно на основе опытных данных, а путем определенных мыслительных действий с идеализированным объектом. Процесс развертывания содержания теории предполагает максимальное выявление возможностей, заложенных в ее исходных посылках, в структуре ее идеализированного объекта. Теория выступает как реальное знание о мире только тогда, когда она получает эмпирическую интерпретацию. Последняя способствует осуществлению опытной проверки выявлению объяснительно-предсказательных возможностей теориипо отношению к реальной действительности⁴.

 

Рузавин красный

В гносеологии под теоретической  деятельностью подразумевают все формы и процессы познания, связанные с абстрагированием, обобщением, выдвижением гипотез и другими видами рационального познания. Такое понимание опирается на наличие в познавательной деятельности двух основных этапов, или ступеней: эмпирической и теоретической, которые нередко ошибочно отождествляют с чувственными и рациональными видами познания. Теоретическая деятельность в науке не ограничивается, разумеется, исключительно построением и обоснованием теорий. В ней важную роль играют также процессы абстрагирования и образования исходных понятий, определения производных понятий, выдвижения и обоснования гипотез, установления принципов и законов

Но поскольку теория содержит в своем составе обобщения, гипотезы и другие допущения, которые в лучшем случае приблизительно верно описывают действительность, то она не может "гарантировать абсолютной достоверности своих выводов.

Второй аспект анализа теорий касается формирования, развития и обобщения научного знания, лежащего в основе теории. С ними непосредственно связаны так же вопросы проверки и подтверждения теорий, установления границ их применения, степени глубины отражения в них действительности. Все эти проблемы в существенной мере опираются на принцип развития, и поэтому их нельзя решить не только одними формально-логическими средствами, но и вообще методами, ориентированными на статический подход к научному знанию. Такие процессы, как генезис теоретического знания, его эволюция и развитие, могут быть правильно поняты лишь в их динамике.

Научная теория, будучи системой абстрактных понятий и утверждений, представляет собой не непосредственное, а идеализированное отображение действительности. Понятия и утверждения теории в строгом смысле слова описывают не свойства и отношения реальных явлений или систем, а особенности поведения идеализированной схемы

Взаимосвязь между основными  объектами теоретической модели выражается обычно с помощью фундаментальных законов и принципов теории. Именно они вместе с исходными понятиями и допущениями и составляют концептуальное ядро, или базис, теории.

В математических теориях  в качестве концептуального ядра выступают основные понятия и аксиомы; в естественнонаучных теориях — исходные понятия, допущения (гипотезы) и основные законы, или принципы.

Теория представляет собой концептуальную систему, с помощью которой отображаются определенные закономерности функционирования и развития соответствующих реальных систем.

Представители субъективно-идеалистического направления отказываются видеть в теориях отображение реальной действительности. В зарубежной философской литературе это направление обычно характеризуется как инструменталистский подход к теории. Такой подход, при котором теория рассматривается лишь как некоторый интеллектуальный инструмент, удобное вычислительное средство, характерен для логических позитивистов, прагматистов, бихевиористов, конвенционалистов. В наши дни инструменталистские идеи получили широкое распространение среди зарубежных ученых в связи с трудностями, возникшими при истолковании новейших открытий физики.

 

1.3. Типы классификации  теорий

Научные теории, как и  законы, можно классифицировать по разным признакам. Приведем несколько распространенных вариантов.

а) Все существующие теории можно разделить на два больших класса. К первому из них можно отнести логико-математические (формальные, абстрактные) теории. Сюда войдут все математические теории, теории формальной логики. Ко второму классу принадлежат содержательные (конкретные, описательные, фактуальные) теории, которые используют эмпирические методы исследования, больше опираются на факты, чем на умозрения. Сюда следует включить теории естественных и технических дисциплин, многие теории социальных и гуманитарных наук.

б) С логической точки зрения теории можно классифицировать как дедуктивные и недедуктивные. В математике и математическом естествознании все теоремы получаются с помощью дедукции из аксиом. В опытных науках дедукция используется в той мере, в какой в ней применяются математические методы. Однако существенно новые результаты в этих науках получают с помощью либо проблематической индукции, либо аналогии и некоторых других умозаключений, которые часто называют индуктивными в широком смысле слова. Характерная особенность таких умозаключений состоит в том, что их посылки не полностью обосновывают заключения, а делают его лишь вероятным, или правдоподобным, в той или иной степени.

в) По глубине проникновения в сущность исследуемых явлений теории делят на феноменологические(описательные) и нефеноменологические (объяснительные). На ранней стадии развития опытной науки в ней преобладают первые, описывая и систематизируя взаимосвязи между непосредственно наблюдаемыми свойствами явлений. В современной литературе по кибернетике и методологии науки в качестве наглядной модели феноменологических теорий используется схема так называемого черного ящика, внутреннее устройство которого неизвестно; и можно лишь манипулировать сигналами, поступающими на вход ящика, и наблюдать сигналы на выходе. Научный прогресс характеризуется переходом от феноменологических теорий, т. е. теорий типа «черного ящика», к теориям, раскрывающим устройство такого ящика. Примером перехода от феноменологической теории к нефеноменологической является смена классической термодинамики молекулярно-кинетической теорией. При этом выдвигаются гипотезы о внутреннем механизме происходящих процессов, вводятся абстрактные понятия, благодаря чему возможно проникновении в более глубокую сущность изучаемых явлений.

 г) По характеру предсказаний, которые могут быть получены с помощью теорий, последние делятся на две группы. Первая – динамические универсального характера (детерминистские), где предсказание имеет однозначный, достоверный характер (многие теории астрономии, классической физики и химии). Законы представляют универсальные утверждения, характеризующие поведение любой динамической системы точно определенным способом благодаря значительной схематизацией и идеализацией изучаемых реальных процессов. Вторая группа – вероятностные статистической природы (стохастические, индетерминистские). В качестве основных законов выступают статистические законы, характеризующие поведение не каждого объекта в исследуемом классе явлений, а некоторое свойство или признак, присущий классу объектов в целом. Для определения того, обладает ли отдельный объект указанным свойством, вводят вероятностные понятия и методы, которые характеризуют степень возможности существования этого свойства у данного объекта (большинство теорий из области биологии, психологии, гуманитарных наук, а также новейшие квантовые теории).

Существует также множество классификаций научных теорий, в которых за основу деления принимался признак, учитывающий степень доступности теории математической обработке.

Э. Мах и др. в конце 19 века отрицали объективное существование атомов и молекул. Ограничивая задачи науки систематизацией непосредственно наблюдаемых явлений, все эмпиристы фактически сводили и сводят роль теории к простой регистрации и систематизации данных чувственного познания. Эмпиристы субъективистского толка, такие, как Мах, прямо заявляли, что теория представляет сокращенное описание наших ощущений, а не отображение объективно существующей реальности. «Физические идеалисты» видели в теории только символы, знаки, отметки для практики⁶.

 

Обычно, когда заходит речь о формировании новых гипотез и теорий, многие ученые ссылаются на интуицию, талант и гениальность их создателей и даже на чисто иррациональные моменты, как это делает, например, К. Поппер. Между тем, подчеркивает Хэнсон, процесс поиска гипотезы «часто покоится на весьма разумных основаниях. Если установление гипотез через предсказание имеет свою логику, то такой же логикой должно обладать и получение гипотез».

Теоретическое познание наиболее адекватно отражается в мышлении (активный процесс обобщенного и опосредованного отражения действительности), и проходит здесь путь от мышления в установленных рамках, по образцу, ко все большему обособлению, творческому пониманию исследуемого явления.

Основными способами отражения  в мышлении окружающей действительности являются понятие (отражает общие, сущностные стороны объекта), суждение (отражает отдельные характеристики объекта); умозаключение (логическая цепочка, рождающая  новое знание).

Структурные компоненты теоретического познания: проблема (вопрос, требующий  ответа), гипотеза (предположение, выдвинутое на основании ряда фактов и требующее  проверки), теория (наиболее сложная  и развитая форма научного знания, дает целостное объяснение явлений  действительности). Генерация теорий – конечная цель исследования.

Квинтэссенция теории –  закон. Он выражает сущностные, глубинные  связи объекта. Формулирование законов  – одна из основных задач науки.

 

поппер

Из утверждений наблюдения, в которых фиксируется наш  опыт, никогда не следует истинность строго универсального утверждения (или  теории). Поэтому универсальные утверждения (или теории) не могут быть оправданы (или верифицированы) с помощью  опыта. Однако достаточно всего одного подлинного контрпримера, чтобы показать, что универсальное утверждение  ложно. Так, наблюдение любого сколь  угодно большого числа черных ворон  не может обосновать или верифицировать утверждение, что все вороны черные; наблюдение же всего одной не-черной вороны доказывает, что обобщение  «Все вороны -черные» ложно. Поэтому  некоторые универсальные утверждения (или теории) могут критиковаться (или быть фальсифицированы) с помощью  опыта - или по крайней мере с помощью  «базовых утверждений» (единичных утверждений, фиксирующих наблюдения), которые  им противоречат. Поппер заключил, что  именно фальсифицируемость, а не верифицируемость отличает эмпирическую науку от метафизики. Затем, указывая на существование логической асимметрии между универсальными и  единичными утверждениями – универсальные могут быть фальсифицированы, но не верифицированы, а единичные верифицированы, но не фальсифицированы, – Поппер показывал, что различение науки и метафизики не совпадает с различением осмысленных и бессмысленных утверждений.

Такова логическая часть  решения проблем индукции и демаркации. Однако Поппер также отрицал, что  ученые вообще открывают научные  теории с помощью индуктивных  рассуждений, делая наблюдения и  затем их обобщая. Их теории - это  спекулятивные изобретения; и они  апеллируют к наблюдениям и опыту, чтобы проверить эти решения, а не для того, чтобы их оправдать.

 

 Выработка основных идей и нахождение теоретических законов, лежащих в основе  объяснения,– формирование  научной теории. Какой бы тип объяснения ни выбирался, предварительно необходимо выработать теоретические идеи и сформулировать законы, лежащие в основе объяснения. Рассматриваемый нами этап познания – это переход от научных фактов, эмпирических соотношений к теоретическим моделям и законам. Нахождение системы теоретических объектов и законов, которым они подчиняются, и составляет суть этого этапа познания. Решающая роль здесь принадлежит таким познавательным процессам, как идеализация, абстракция, гипотеза. Завершением этого этапа будет формулировка более или менее строгой теории изучаемых явлений. Теорию можно считать сформированной, если теоретические идеи и основоположения будут приведены в определенную систему, будут избраны определенные логические средства, допустимые в данной теории, и установлены соотношения между эмпирическими и теоретическими объектами, предложениями, относящимися к первым, и предложениями, относящимися ко вторым.

Дедукция из одних  теоретических законов других теоретических законов – развертывание теории. Процесс развертывания теории естественно вычленить в качестве самостоятельного этапа научного познания. Доказательство теоремы той или иной математической теории, выведение из аксиом тех или иных положений естественнонаучной теории демонстрируют этот этап познания. Неверно было бы думать, что эмпирические соотношения логически выводятся в научной теории. Теоремы научной теории – это не эмпирически установленные соотношения, но если теории истинны, то между теориями и эмпирическими соотношениями должны устанавливаться некоторые соотношения, если не полной, то хотя бы приблизительной тождественности и переводимости.

Объяснение научных  фактов, т.е. нахождение по эмпирическим соотношениям соответствующих теоретических моделей. От процесса нахождения системы теоретических идей и основоположений мы отличаем процесс объяснения определенных научных фактов на основании определенной теории. Процесс объяснения складывается, во-первых, из выбора теоретической системы, на базе которой происходит объяснение и, во-вторых, из самого процесса объяснения. Сам процесс объяснения, его тип определяются типом той теории, на базе которой происходит объяснение⁵.

Вывод. Таким образом, теория представляет ту или иную область действительности, объясняет имеющиеся факты на основе найденной закономерности. Развитая теория содержит в себе сведения о причинных, генетических, структурных и функциональных взаимодействиях реальности. По форме теория предстает как система непротиворечивых, логически взаимосвязанных утверждений. Теории используют специфический категориальный аппарат, систему принципов и законов. Развитая теория открыта для описания, интерпретации и объяснения новых фактов, а также готова включить в себя дополнительные метатеоретические построения.

 

1. Эмпирико-индуктивный метод

Одной из наиболее распространенных схем построения теории в прошлом, несомненно, была эмпирическая модель, разработка которой в значительной мере связана с использованием канонов индуктивной логики Бэкона-Милля. Эту модель можно назвать эмпирико-индуктивной.

Согласно эмпирической схеме, построение теории сводится к постепенному и осторожному обобщению с помощью правил индукции твердо установленных эмпирических фактов, пока не будут найдены такие общие законы и гипотезы, посредством которых можно будет объяснить весь известный фактический материал⁶.

Правила и методы индуктивной логики действительно применяются в  опытных науках и представляются настолько привычными, что ученые порой даже не замечают, что фактически используют их в исследованиях. С помощью более сложных индуктивных методов могут быть установлены простейшие эмпирические обобщения и законы, именно те, которые выражают взаимосвязи между непосредственно наблюдаемыми свойствами явлений.

Бэкон выдвинул программу постепенного введения теоретических положений («причин и аксиом») все большей  и большей общности, начиная с  эмпирических единичных данных. Этот процесс он назвал индукцией (т. е. введением) в отличие от дедукции (выведения) теоретических положений меньшей общности из положений большей общности (принципов). Эта концепция была актуальна в период «первоначального накопления» опытных фактов и простейших эмпирических закономерностей⁷. Позднее была показана ее уязвимость на примере теоретической физики.

Альберт Эйнштейн в статье «Принципы теоретической физики» пишет: Для применения своего метода теоретик в качестве фундамента нуждается в некоторых общих предположениях, так называемых принципах, исходя из которых он может вывести следствия. Его деятельность, таким образом, разбивается на два этапа. Во-первых, ему необходимо отыскать принципы, во-вторых, развивать вытекающие из этих принципов следствия. При установлении принципов, могущих служить основой для дедукции, не существует метода, который можно было бы выучить и систематически применять для достижения цели. Исследователь должен, скорее, выведать у природы четко формулируемые общие принципы, отражающие определенные общие черты множества экспериментально установленных фактов... до тех пор, пока принципы, могущие служить основой для дедукции, не найдены, отдельные опытные факты теоретику бесполезны; ибо он не в состоянии ничего предпринять с единичными эмпирически установленными общими закономерностями...Не существует никакого индуктивного метода, который мог бы вести к фундаментальным понятиям физики. Логическое мышление по необходимости дедуктивное, оно основано на гипотетических представлениях и аксиомах⁸.

Ньютон считал, что основные понятия и принципы его теории вытекают из опыта. В противовес эмпирико-индуктивной схеме Ньютон выдвинул и успешно использовал свою модель построения теории, в которой значительную роль играет метод, получивший впоследствии название метода принципов. Эти принципы по сути дела являются гипотезами, из которых могут быть выведены и, следовательно, объяснены все эмпирически найденные факты и законы. «Вывести два или три общих принципа движения из явлений и после этого изложить, каким образом свойства и действия всех телесных вещей вытекают из этих явных принципов, – указывал Ньютон, – было бы очень важным шагом в философии, хотя бы причины этих принципов и не были еще открыты»⁹.

Многие современные исследователи  справедливо считают метод принципов Ньютона одной из ранних форм использования гипотетико-дедуктивного метода в теоретическом естествознании. Но нередко эту модель рассматривают как модель построения теории в целом, а не только как модель определенного этапа ее оформления и представления. Между тем Ньютон вовсе не сводил процесс построения теории к выведению следствий из принципов или гипотез и к их сопоставлению с опытом. Это для него только одна фаза исследования, которую он называл аналитической. Не меньшее значение он придавал выявлению общих признаков движущихся тел на основе тщательного исследования эмпирического материала и обоснованию выдвигаемых им принципов движения. Такую деятельность он называл синтетической¹⁰.

В своей статье Турчин  пишет, что  со временем вывод следствий из общих принципов стал сложным и не всегда однозначным, ибо часто оказывалось необходимым делать в процессе дедукции дополнительные предположения, чаще всего «непринципиальные» упрощения, без которых невозможно было бы довести расчет до числа. Увеличение дистанции от общих принципов до проверяемых следствий делает общие принципы в известных пределах неуязвимыми для опыта, по мере возрастания абстрактности теорий укореняется понимание их языкового характера. Решающим толчком для этого процесса стало создание теории относительности и квантовой механики. В настоящее время становится очевидной необходимость создания теории, совмещающей идеи двух последних, так как до сих пор единой и последовательной теории элементарных частиц высоких энергий, объясняющей огромный материал, накопленный экспериментаторами, не существует. Необходимо подвергнуть научному анализу саму задачу построения научных понятий и теорий, т. е. совершить очередной метасистемный переход. Чтобы квалифицированно построить определенную физическую теорию, нужна общая теория построения физических теорий (метатеория), в свете которой прояснится путь решения нашей конкретной задачи¹¹.

Бэкон рассматривал открытие новых принципов как медленный  и непрерывный переход от непосредственных данных опыта к принципам все  более и более общим. В противоположность  этому Ньютон считал принципы предположениями, правильность которых должна быть обоснована путем дедукции из них логических следствий. Первый шаг в науке, связанный  с синтезом эмпирических данных, по мнению Ньютона, сопровождается анализом, цель которого состоит в выведении  следствий из предложенного принципа и в их проверке на опыте. Метод принципов Ньютона оказал громадное воздействие на развитие точного естествознания в XVII-XIX вв. Его влияние, как указывает А. Эйнштейн, возрастает по мере того, как увеличивается расстояние между основными принципами науки и теми их следствиями, которые допускают опытную проверку.

Действия разума, посредством которых можно прийти к познанию вещей без всякой боязни обмана – очевидная интуиция и необходимая дедукция. Началом дедукции является не умозаключение, а непосредственная достоверность, вполне ясное при свете разума созерцание или интуиция. Путь познания должен начинаться с интуиции и проходить через дедукцию. Первая истина является принципом всего познания, каждое выведенное познание - принципом следующего. В непрерывности прогрессирующих и открывающих выводов и состоит метод дедукции. Принципы могут быть познаваемы только интуицией, дальнейшие следствия - только через дедукцию¹².