Основные способы построения естественнонаучных теорий. Роль научного познания и учёного в современном мире

Содержание

Введение

Теория — это высшая форма познания. Естественно-научные теории нацелены на описание некой целостной предметной области, объяснение и систематизацию эмпирически выявленных ее закономерностей и предсказание новых закономерностей. Теория обладает особым достоинством — возможностью получать знание об объекте, не вступая с ним в непосредственный чувственный контакт.

В структуру научной теории входят идеальные объекты, исходные понятия, принципы и законы, правила логического вывода. Существуют разные типы научных теорий: фундаментальные, прикладные, частные, феноменологические и др.

В становлении теории большую роль играет выдвижение научной идеи, в которой высказывается предварительное и абстрактное представление о возможном содержании сущности предметной области теории. Затем формулируются гипотезы, в которых это абстрактное представление конкретизируется в ряде четких принципов. Следующий этап становления теории — эмпирическая проверка гипотез и обоснование той из них, которая больше всего соответствует эмпирическим данным. Только после этого можно говорить о перерастании удачной гипотезы в научную теорию. Создание теории — высшая и конечная цель фундаментальной науки, реализация которой требует максимального напряжения и высшего взлета творческих сил ученого.

Являясь результатом многократного обобщения знания и абстрагирования действительности, теория находится в очень непростых отношениях со своим объектом. Современные теории в физико-математическом естествознании являются абстрактными и формализованными конструкциями, связи которых с реальными объектами проследить очень сложно. Поэтому любая такая теория должна дополняться логико-гносеологической процедурой, обратной абстрагированию, — процедурой интерпретации.

1. Содержание и структура естественнонаучной теории

Структура естественнонаучной теории определяется в конечном счете объектом исследования, методами исследования и методологией.

Объектом исследования всякой естественнонаучной теории в общем смысле является, во-первых, система абстрактных объектов, вычленяемых в ходе эмпирического исследования определенной области объективной реальности, во-вторых, – связи между абстрактными объектами, отражающие связи между реальными объектами и их элементами. Любая достаточно развитая теория есть, прежде всего, определенным образом упорядоченная система абстрактных объектов и взаимосвязей между ними. Эта система представляет собой концептуальную модель исследуемой области объективной реальности.

Абстрактные объекты выделяются в процессе эмпирического исследования, когда происходит идеализация реальных объектов. Процесс идеализации имеет свои закономерности. Так, сначала определяется комплекс свойств и качеств объекта, которые считаются основными, и элиминируются все второстепенные (причем этот процесс происходит как осознанно, так и интуитивно). Естественно, оказывается исключенным то, что на данном уровне познания либо не фиксируется исследовательскими устройствами, либо даже не предполагается существующим.1

В период выделения абстрактных объектов теории, т.е. на эмпирической стадии .исследования, происходит формирование понятийного аппарата теории. Эти два процесса связаны неразрывно, ибо именно в понятии отражается сущность исследуемого объекта. Теория также раскрывает сущность исследуемого предмета, но фундаментальное отличие понятия от теории заключается в том, что у понятия отсутствует "доказательная сила".

Для теории мало определить сущность своего предмета. Она еще должна развить ее и доказать, что различные явления – это различные проявления одной и той же тенденции, одной и той же закономерности12. Значит, понятия теории выступают связующим звеном между изучаемым явлением и теоретической конструкцией, включающей в себя анализ и интерпретацию явления. Кроме того, понятие объединяет и группу исследуемых явлений данного класса. В процессе установления этих связей происходит эволюция содержательной стороны понятия. Порождаются и новые понятия, характеризующие сами связи.2

Необходимо отметить и тот факт, что в процессе развития понятия происходит уточнение и даже изменение его содержания. К тому же из анализа одного и того же явления, обозначаемого ранее одним понятием, формулируются новые понятия, составляя, таким образом, класс понятий, описывающих явление с различных позиций. Эта пролиферация понятий связана прежде всего с самим Процессом познания, начинающимся с констатации состояния, с конкретного, с сущностей первого порядка и идущим к установлению сущностей более высоких порядков, к абстрактному представлению явления. Следовательно, можно выделить два класса понятий: эмпирические и теоретические.

Кроме этих достаточно общих классов понятий возможен еще один класс, проникающий в названные, пересекающийся с ними. Это класс понятий, характеризующих связи между явлениями, понятиями, теориями и т.д. В нем особое место занимает подкласс понятий, отражающих дефиниционную связь, т.е. такое отношение между понятиями и теориями, когда одно из них определяется через другое.3

Если первые два класса понятий можно условно назвать онтологическими, т.е. связанными непосредственно с объектом теории, то следующий класс – гносеологическим, как формирующийся на более абстрактном уровне, на уровне структуры теорий.

В любом случае в процессе формирования понятий возникает задача их определения. Но прежде чем перейти к ней, рассмотрим специфику различных классов понятий, так как именно эта специфика и определяет законы построения дефиниций.

Говоря об эмпирических понятиях, следует отметить, что они появляются на той стадии исследования, когда происходит анализ и синтез опытных данных, их систематизация и классификация. Они выражают те свойства явлений объективной действительности, которые непосредственно наблюдаются в опыте и выражают общие и существенные отношения для явлений данной группы.4

Следует иметь в виду, что эмпирические понятия, во-первых, выражают величины, непосредственно устанавливаемые в опыте, и отражают сами наблюдаемые явления, а во-вторых, фиксируют связи между явлениями и величинами, также наблюдаемые в опыте. В развитых науках эмпирические понятия, связанные с величинами, становятся не только наблюдаемыми, но и измеряемыми. Однако встречаются и неизмеряемые понятия, хотя и связанные с наблюдаемыми величинами.

Эмпирические понятия – основа классификации и систематизации явлений и величин, их характеризующих. До введения эмпирических понятий результаты наблюдения обычно представляют собой хаотическое множество данных, в которых трудно разобраться. Но после того как в наблюдаемых явлениях отмечены характерные признаки и введены эмпирические понятия, устанавливается порядок: результаты наблюдений группируются, а затем систематизируются и классифицируются.

Теоретические понятия возникают на основе опыта в качестве обобщения наших восприятий и представлений. Они несут более общую нагрузку, чем эмпирические понятия. Основное их отличие в том, что эмпирические понятия описывают явление, а теоретические – сущность этого явления. Если эмпирические понятия уходят своими корнями в чувственную достоверность, характерную для чувственного восприятия на уровне обыденного познания, то теоретические базируются на общих положениях, отличающих теоретическое познание.5

Подобная специфика классов понятий определяет и специфику дефиниций понятий. Когда химия находилась на описательном уровне, в первую очередь вставал вопрос о достаточно надежных критериях для отождествления и различения изучаемых объектов по некоторым существенным свойствам. Проблема формирования понятий и их определения сводилась фактически к их интерпретации в описательной форме. Выделялись моменты, характерные только для данного конкретного явления, "названного" определенным понятием. Перечисление этих моментов и представляло собой определение понятия. Аналогичная ситуация была характерна и для финики, и для других естественных наук. С такими "классификационными" определениями, интерпретирующими понятия, их содержание, встречаемся в описании веществ, вступающих в химическую реакцию, или такого явления, как электрический ток, и др.6

Появление "измеряемых" понятий усложнило картину их определения. Возникла необходимость такой формулировки определений, которая содержала бы способ их введения и выделения на основе экспериментально-измерительных процедур, а также способ их удаления на основе применения теории на практике. Они должны быть средством связи предложений, сформулированных на языке математики, с изучаемой реальностью, которая дает комплекс явлений и процессов, наблюдаемых и измеряемых в эмпирической ситуации. Поэтому определения в естественнонаучной теории в конечном итоге формулируются с таким расчетом, чтобы обеспечить. Эффективность решения стоящих перед исследователем задач. Именно на этом уровне вступает в действие диалектика взаимодействия. Эмпирических и теоретических понятий. Происходит "абстрагизапия" эмпирических понятий, которые насыщаются теоретическим содержанием, и в то же время теоретические "Донятая выражаются через эмпирические. Очевидно, этот уровень теории можно назвать интерпретационным. Критерием введения понятия в теорию является эксперимент, который, в свою очередь, описывается и теоретическими понятиями, выражающими математическую связь между величинами, характеризующими изучаемое явление. Важную роль играет и критерий согласуемости понятий  с уже известными, но их не содержащими.7

На этом уровне формирования понятий большое значение имеет операциональное определение, характеристики которого даны впервые П.Бриджменом. В естественнонаучной теории операциональным определением считается определение величины через описание совокупности специфицирующих ее экспериментально-измерительных операций. Так же можно определять и понятие "состояние". Но такое определение этого понятия чревато отождествлением его с характеристиками состояния на более высоком уровне теоретического обобщения.

При операциональном определении понятия необходимо учитывать и вычислительные, и экспериментальные операции, что связано с диалектическим характером взаимодействия эмпирических и теоретических понятий. Таким путем значительно расширяется понятие операционального определения, данное П. Бриджменом, которое, в частности, включает дефиниции, выраженные не только эмпирическим языком, но и теоретическим. Д.П. Горский включает в число операциональных и так называемые конституивные определения.8

В естественных науках, использующих формальные языки, имеют место и неоперациональные определения типа сокращений, с помощью которых вводятся значения для новых знаков, используемых в формулах.

При переходе на теоретический уровень познания происходит и изменение определения понятий, что обусловлено введением новых конструктов, не связанных непосредственно с эмпирическим уровнем. Это логико-математические понятия в общем случае .и специфические конкретнонаучные понятия типа "материальной точки", "упругой молекулы" и т.п. Вводятся и такие понятия, которые не определяются операционально.

В случае гипотетико-дедуктивного построения естественнонаучной теории ее структура усложняется. Главная проблема здесь выделение предельно абстрактных понятий, могущих стать основой формирования подобной гипотетико-дедуктивной системы.

Концепция гипотетико-дедуктивной системы возникла в результате обобщения концепции аксиоматической системы. Гипотетико-дедуктивная система отвечает всем стандартам организации знания дедуктивным путем. В ней" также можно выделить исходные и производные положения. Однако вместо аксиом и теорем в эту систему входят гипотезы. Как мы увидим далее, в основу гипотетико-дедуктивной системы можно положить конкретнонаучную интерпретацию категории "состояние", определенную соответствующим образом.9

Важнейшим элементом естественнонаучной теории помимо абстрактных объектов, понятий и определений является закон. В процессе познания "происходит классификация данных опыта, распределение их по группам. Связи данных .опыта внутри группы фиксируются так называемыми эмпирическими законами". Теоретические законы выражают "связь группы явлений внутри области". Именно они составляют основной элемент структуры естественнонаучной теории, поскольку главная цель всякой теории – нахождение основных законов.

И теоретические, и эмпирические законы выражаются через понятия, как уже определенные, так и понимаемые интуитивно. В зависимости от того, какие понятия лежат в основании закона, можно проводить классификацию законов. Выше мы уже выделили законы связи состояний и их типы, поэтому к данному вопросу возвращаться не будем, только зафиксируем методологическую функцию категории "состояние", суть которой в данном случае в том, что она служит определенным основанием подобного рода классификации законов. Исследование категории "состояние" с точки зрения выделенных элементов естественнонаучной теории позволит выделить новые методологические функции этой категории.

2. Основные способы построения естественнонаучных теорий

Можно выделить два основных способа построения естественнонаучной теории:

1. Способ, связанный с предварительным построением модели из чувственно-наглядных элементов с последующим построением знаковой модели. Для реализации этого способа необходимо иметь банк экспериментальных данных, на основании которых строится математическая модель.

2. Способ, основанный на первоначальном построении знаковой модели с последующим нахождением ее физического смысла или практического применения. 10

Структура построения любой естественнонаучной теории определяется двумя основными факторами:

выбором тех или иных основных посылок;

типом логического вывода.

Если начальные положения неверны, то теория обречена на неудачу. Так, например, ошибались создатели космогонических теорий, беря за начало отсчета центр мира — Землю или Солнце. Результаты исследований должны быть завершены логическими выводами.

Процесс создания единой картины мира, интегрирующей данные различных наук, далеко не закончен. В настоящее время в сфере знания функционируют частные картины мира: физика, химия, биология и т. д., причем наиболее разработана картина мира, описывающая физическую реальность. Анализ категорий пространства и времени, с точки зрения их вхождения в различные естественнонаучные теории, даст возможность нащупать наиболее общие черты будущей естественнонаучной картины мира. Подходя к процессу познания как к единой картине знаний, нужно научиться представлять знания как систему, логически связывать общие и специфические закономерности и положения.11

3. Роль научного познания и учёного в современном мире

20 век стал веком победившей научной революции. НТП ускорился во всех развитых странах. Постепенно происходило все большее повышение наукоемкости продукции. Технологии меняли способы производства. К середине 20 века фабричный способ производства стал доминирующим. Во второй половине 20 века большое распространение получила автоматизация. К концу 20 века развились высокие технологии, продолжился переход к информационной экономике. Все это произошло благодаря развитию науки и техники. Это имело несколько следствий. Во-первых, увеличились требования к работникам. От них стали требоваться большие знания, а также понимание новых технологических процессов. Во-вторых, увеличилась доля работников умственного труда, научных работников, то есть людей, работа которых требует глубоких научных знаний. В-третьих, вызванный НТП рост благосостояния и решение многих насущных проблем общества породили веру широких масс в способность науки решать проблемы человечества и повышать качество жизни. Эта новая вера нашла свое отражение во многих областях культуры и общественной мысли. Такие достижения как освоение космоса, создание атомной энергетики, первые успехи в области робототехники породили веру в неизбежность научно-технического и общественного прогресса, вызвали надежду скорого решения и таких проблем как голод, болезни и т. д.12

И на сегодняшний день мы можем сказать, что наука в современном обществе играет важную роль во многих отраслях и сферах жизни людей. Несомненно, уровень развитости науки может служить одним из основных показателей развития общества, а также это, несомненно, показатель экономического, культурного, цивилизованного, образованного, современного развития государства.

Очень важны функции науки как социальной силы в решении глобальных проблем современности. В качестве примера здесь можно назвать экологическую проблематику. Как известно, бурный научно-технический прогресс составляет одну из главных причин таких опасных для общества и человека явлений, как истощение природных ресурсов планеты, загрязнение воздуха, воды, почвы. Следовательно, наука - один из факторов тех радикальных и далеко не безобидных изменений, которые происходят сегодня в среде обитания человека. Этого не скрывают и сами учёные. Научным данным отводится ведущая роль и в определении масштабов и параметров экологических опасностей.

Возрастающая роль науки в общественной жизни породила её особый статус в современной культуре и новые черты её взаимодействия с различными слоями общественного сознания. В этой связи остро ставится проблема особенностей научного познания и его соотношения с другими формами познавательной деятельности .13

Эта проблема, будучи философской, по своему характеру, в то же время имеет большую практическую значимость. Осмысление специфики науки является необходимой предпосылкой внедрения научных методов в управление культурными процессами. Оно необходимо и для построения теории управления самой наукой в условиях НТР, поскольку выяснение закономерностей научного познания требует анализа его социальной обусловленности и его взаимодействия с различными феноменами духовной и материальной культуры.

В качестве главных же критериев выделения функций науки надо взять основные виды деятельности ученых, их круг обязанностей и задач, а также сферы приложения и потребления научного знания. Ниже перечислены одни из главных функций:

1) познавательная функция задана самой сутью науки, главное назначение которой - как раз познание природы, общества и человека, рационально-теоретическое постижение мира, открытие его законов и закономерностей, объяснение самых различных явлений и процессов, осуществление прогностической деятельности, то есть производство нового научного знания;

2) мировоззренческая функция, безусловно, тесно связана с первой, главная цель ее - разработка научного мировоззрения и научной картины мира, исследование рационалистических аспектов отношения человека к миру, обоснование научного миропонимания: ученые призваны разрабатывать мировоззренческие универсалии и ценностные ориентации, хотя, конечно, ведущую роль в этом деле играет философия;

3) производственная, технико-технологическая функция призвана для внедрения в производство нововведений инноваций, новых технологий, форм организации и др. Исследователи говорят и пишут о превращении науки в непосредственную производительную силу общества, о науке как особом "цехе" производства, отнесении ученых к производительным работникам, а все это как раз и характеризует данную функцию науки;

4) культурная, образовательная функция заключается главным образом в том, что наука является феноменом культуры, заметным фактором культурного развития людей и образования. Ей достижения идеи и рекомендации заметно воздействуют на весь учебно-воспитательный процесс, на содержание программ планов, учебников, на технологию, формы и методы обучения. Безусловно, ведущая роль здесь принадлежит педагогической науке. Данная функция науки осуществляется через культурную деятельность и политику, систему образования и средств массовой информации, просветительскую деятельность ученых и др. Не забудем и того, что наука является культурным феноменом, самым имеет соответствующую направленность, занимает исключительно важное место в сфере духовного производства.14

Заключение

Большую роль в научном познании играет научный метод. Чтобы понять, что такое научный метод, рассмотрим сначала, что такое метод вообще. В широком смысле метод — это способ организации средств  теоретической и практической деятельности. Любое разумное действие подчиняется определенным регулятивным принципам, от выбора которых существенно зависит результат деятельности. Метод оптимизирует деятельность человека, вооружает его наиболее рациональными способами ее организации. Понятие метода тесно связано с понятием методологии. Методология — это наука о закономерностях, которым подчиняется метод деятельности, о происхождении, сущности методов, их эффективности. Методология призвана выработать принципы создания наиболее совершенных методов в каждой форме деятельности.

Научное познание — это особая форма человеческой деятельности. Как каждая деятельность, познание также опирается на определенный набор средств деятельности, средств познания. Научный метод — это способ организации средств познания для достижения научной истины, система регулятивных принципов познавательной деятельности. Научный метод рационализирует и оптимизирует научное познание. По словам одного из основоположников методологии естествознания Ф. Бэкона, научный метод подобен фонарю, освещающему дорогу бредущему в темноте путнику. Объясняя значение научного метода, Бэкон любил приводить еще один афоризм: даже хромой, идущий по дороге, опережает того, кто бежит без дороги. Только верный метод может привести к получению истинного знания, подлинной картины познаваемого предмета.

Научный метод выступает и как форма опосредования познания и практики. Метод объединяет теорию и практику, поскольку аккумулирует обобщенный практикой исторический опыт познания мира.

Список литературы

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Учеб. пособие для студ. вузов / Т. Я. Дубнищева. — 8-е изд., испр. и доп. — М.: Издательский центр «Академия», 2011. — 608 с.
2. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания .Изд. 4-е, перераб. и доп. – М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2010. — 622 с.
3. Садохин А.П. Концепции современного естествознания. Учебник, 3-е изд., перераб. и доп. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2012. - 447 с.
4. Хорошавина С.Г. Концепции современного естествознания. 5-е. изд. —Ростов н/Д: Феникс, 2014. — 480 с.

1 Хорошавина С.Г. Концепции современного естествознания. 5-е. изд. —Ростов н/Д: Феникс, 2014. — 480 с.

2 Садохин А.П. Концепции современного естествознания. Учебник, 3-е изд., перераб. и доп. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2012. - 447 с.

3 Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Учеб. пособие для студ. вузов / Т. Я. Дубнищева. — 8-е изд., испр. и доп. — М.: Издательский центр «Академия», 2011. — 608 с.

4 Садохин А.П. Концепции современного естествознания. Учебник, 3-е изд., перераб. и доп. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2012. - 447 с.

5 Хорошавина С.Г. Концепции современного естествознания. 5-е. изд. —Ростов н/Д: Феникс, 2014. — 480 с.

6 Найдыш В.М. Концепции современного естествознания .Изд. 4-е, перераб. и доп. – М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2010. — 622 с.

7 Садохин А.П. Концепции современного естествознания. Учебник, 3-е изд., перераб. и доп. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2012. - 447 с.

8 Найдыш В.М. Концепции современного естествознания .Изд. 4-е, перераб. и доп. – М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2010. — 622 с.

9 Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Учеб. пособие для студ. вузов / Т. Я. Дубнищева. — 8-е изд., испр. и доп. — М.: Издательский центр «Академия», 2011. — 608 с.

10 Садохин А.П. Концепции современного естествознания. Учебник, 3-е изд., перераб. и доп. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2012. - 447 с.

11 Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Учеб. пособие для студ. вузов / Т. Я. Дубнищева. — 8-е изд., испр. и доп. — М.: Издательский центр «Академия», 2011. — 608 с.

12 Садохин А.П. Концепции современного естествознания. Учебник, 3-е изд., перераб. и доп. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2012. - 447 с.

13 Найдыш В.М. Концепции современного естествознания .Изд. 4-е, перераб. и доп. – М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2010. — 622 с.

14 Садохин А.П. Концепции современного естествознания. Учебник, 3-е изд., перераб. и доп. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2012. - 447 с.