Решение проблем как условие развития научного знания

Проблема как диалектическое противоречие в развитии науки конкретно выражается в неспособности старых теорий и методов объяснить новые факты. Такое противоречие нельзя отождествлять с логическим противоречием между суждениями. Логические противоречия являются результатом "неряшливого", недисциплинированного мышления, игнорирующего правила логики.

Именно такого рода противоречия "неряшливого мышления" демонстрируются в известном стихотворении:

Рано утром – вечерком,

Поздно – на рассвете

Тетка ехала верхом,

Развалясь в карете.

А за нею во всю прыть –

Тихими шагами

Кот старался переплыть

Миску с пирогами.

Такие противоречия существуют именно в мышлении и не имеют отношения к объективной реальности, поэтому они должны устраняться немедленно после обнаружения. Однако применительно к научной проблеме термин "противоречие" используется для обозначения несоответствия между новыми фактами и старыми способами их объяснения посредством прежних гипотез, законов и теорий, для обозначения такой ситуации, когда реальная проблема долгое время не осмысливается верно.

Более того, в истории науки известны случаи, когда ученый стремился решить одну проблему, а в действительности решал другую. Так, И. Кеплер, увлекавшийся астрологией, стремился решить проблему гармонии мирового порядка, но в действительности открыл законы движения планет вокруг Солнца.

Процесс осмысления проблемы четко выделял В. Гейзенберг: "Все всегда начинается с весьма специальной, узко ограниченной проблемы, не находящей решения в традиционных рамках. Революцию делают ученые, которые пытаются действительно решить эту специальную проблему, но при этом еще и стремятся вносить как можно меньше изменений в прежнюю науку. Как раз желание изменять как можно меньше и делает очевидным, что к введению нового нас вынуждает предмет, что сами явления, сама природа, а не какие-либо человеческие авторитеты заставляют нас изменить структуру мышления".

Таким образом, сама задача оказывается противоречивой: внося как меньше изменений, необходимо достичь возможно большего научного эффекта, поэтому процесс решения проблемы оказывается поэтапным.

– Вначале выдвигается сравнительно слабое предположение и делается попытка проверки этого предположения с помощью тех фактов, которые были не в состоянии объяснить старые гипотезы или теории.

– Если это предположение окажется неверным, то исследователь получает более ясное представление о степени трудности проблемы.

– На основе такого более ясного представления выдвигается более сильное предположение для того, чтобы устранить расхождение между предположением и фактами.

По мнению К. Поппера, такой процесс непрерывного выдвижения все новых предположений и догадок и их последовательного опровержения и исключения есть единственно верный путь решения проблем, приводящий к росту научного знания.

Общую схему исследовательского процесса К. Поппер представляет в следующем виде:

где P1 – исходная проблема; ТТ – пробная теория; ЕЕ – устранение ошибок в ходе ее оценки; Р2 – новая проблема.

К. Поппер подчеркивает, что "оценка всегда является критической, и ее цель – открытие и устранение ошибок. Рост знания – или процесс познания (learning) – не является повторяющимся или кумулятивным процессом, он есть процесс устранения ошибок. Это дарвиновский отбор, а не ламарковское обучение".

Поскольку для первоначального решения проблемы выдвигается несколько пробных предположений или гипотез, то приведенная выше схема приобретает более сложный характер.

Приведенная схема скорее характеризует процесс поиска решения проблемы научным коллективом, члены которого предлагают для обсуждения несколько вариантов гипотез.

Возникновение проблемы Р2 в приведенной выше схеме потребует нового пробного объяснения и его проверки, а для устранения ошибок – выдвижения следующей проблемы Р3 и т.д. В результате процесс исследования представляется в виде непрерывного возобновления все новых и новых циклов, но на более высоком уровне. Основываясь на этом, К. Поппер делает вполне справедливый вывод, что "рост знаний идет от старых проблем к новым проблемам, посредством предположений и опровержений".

Как считает К. Поппер, развитие знания происходит по аналогии с дарвиновской теорией эволюции живых организмов. Между гипотезами возникает своеобразная "борьба за существование", в которой выживают те из них, которые оказываются наиболее приспособленными для решения поставленной проблемы.

Критически обсуждая и проверяя выдвинутые гипотезы, исследователи исключают те из них, которые являются менее эффективным средством решения проблем, и выбирают лучшие, при помощи которых исследуемые проблемы решаются более эффективно и адекватно. К. Поппер утверждает: "При этом я опираюсь на неодарвинистскую теорию эволюции, но в новой формулировке, в которой “мутации” интерпретируются как метод более или менее случайных проб и ошибок, а “естественный отбор” – как один из способов управления ими с помощью устранения ошибок".

Таким образом, по К. Попперу, эволюция знания включает два важнейших фактора:

– случайный способ выдвижения догадок, предположений и гипотез;

– исключение тех гипотез, которые при проверке оказались ошибочными.

Однако вряд ли предлагаемый К. Поппером способ является универсальным. "Действительно, если для решения проблемы объяснения какого-либо явления в принципе можно выдвинуть бесчисленное множество гипотез, то, исключив из них конечное число ошибочных, мы никогда не можем приблизиться к истине. Ведь для этого не хватило бы даже астрономического числа времени. Между тем успехи науки свидетельствуют о том, что она не только раскрывает нам истину об объективном мире, но и темпы научного прогресса со временем возрастают".

В связи с этим К. Поппер был вынужден признать, что "даже в предположении (которое я разделяю), что наши поиски знаний пока успешны и что мы теперь кое-что знаем о нашей Вселенной, этот успех оказывается удивительно маловероятным и потому необъяснимым. Потому что ссылки на бесконечный ряд маловероятных случайностей – не объяснение. (Я полагаю, лучшее, что мы можем сделать, – это исследовать почти невероятную эволюционную историю этих случайностей – от создания химических элементов до создания живых организмов.)". Признание К. Поппера свидетельствует о необходимости иного подхода.

Очевидно, К. Поппера "подвело" стремление к слишком буквальной аналогии с естественным отбором, в процессе которого мутации действительно носят случайный и непредсказуемый характер. Однако применительно к науке более точной является аналогия с искусственным отбором селекционеров, заранее выдвигающим требования к результатам гибридизации. Аналогично действуют и ученые по отношению к гипотезам.

Если исследователь будет считать некоторые гипотезы более перспективными, многообещающими и приближающими нас к истине, можно избежать целого ряда трудностей. В этом случае процесс выбора гипотез становится более рационально обоснованным, отпадает необходимость в проверке бесчисленного множества малоперспективных гипотез. Об этом свидетельствует и реальная практика научного исследования. В процессе такой практики исследователи после сравнительно небольшого числа проб "выходят" именно на перспективную гипотезу.

Предпринималось множество попыток объяснить данное явление. Так, Ч. Пирс объяснял это способностью человека стремиться к истине, своего рода инстинктом, отличающимся от других инстинктов тем, что действует не безошибочно, а с некоторой частотой ошибок.

Другие исследователи указывают на существование врожденного знания.

Большинство же ученых способность правильного выбора гипотез связывают с интеллектуальной интуицией, механизмы которой, однако, остаются пока еще не выясненными.

Небольшая часть исследователей в сфере методологии науки пытается привлечь внимание к поиску эвристических и регулятивных приемов, а также к выявлению методов, облегчающих такой поиск.

Таким образом, по поводу механизма решения проблем существует немало точек зрения, и многие из них содержат "рациональные зерна" размышлений по поводу отдельных составляющих такого механизма. Однако важным является комплексное представление о таком механизме.