Два уровня научного знания
Научное познание составляет важнейший элемент в структуре человеческого познания вообще. Его продукт — научное знание — имеет, в свою очередь, достаточно сложную структуру, в которой, как уже отмечалось, различаю две основные составляющие: эмпирическую и теоретическую. Поэтому можно с полной определенностью сказать, что чувственный и рациональный аспекты содержания познавательного процесса в научном познании трансформируются и проявляются в виде двух уровней научного знания — эмпирического и теоретического. На эмпирическом уровне фиксируются данные наблюдения и измерения, а также эксперимента, выступающих в качестве общенаучных эмпирических методов. Наблюдение, как уже было отмечено,представляет собой целенаправленное и организованное восприятие исследуемого объекта без вмешательства в естественный ход его функционирования и изменения со стороны наблюдателя (исследователя). Оно доставляет первичную информацию об объекте, а стало быть, и исходный материал для научного исследования. Эксперимент отличается от наблюдения тем, что является активной исследовательской процедурой, при которой ученый, так или иначе, воздействует на объект своего исследования, чтобы отчетливее выявить и раскрыть его те или иные подлежащие изучению свойства и отношения. И наконец, измерение есть методологический прием, с помощью которого выявляются и устанавливаются количественные характеристики изучаемого объекта.
Включая данные наблюдения, эксперимента и измерения, эмпирический уровень научного знания не сводится, однако, только к ним. Он включает в себя также и формируемый на их основе особый род научного знания — научный факт. Правда, если будем интерпретировать последний термин в достаточно широком смысле, тогда и указанные данные можно объявить научными фактами. В таком случае их можно рассматривать в качестве научных фактов первого порядка. Однако в более узком значении научные факты выступают результатами рациональной обработки данных наблюдения, измерения и эксперимента — их описания, осмысления, объяснения и понимания. В качестве такой рациональной интерпретации непосредственных эмпирических данных они, несомненно, становятся научными фактами второго порядка или собственно научными фактами. В свете этого научные факты, а через них и весь эмпирический уровень науки, все эмпирическое знание в целом, следует рассматривать как продукт взаимодействия обеих ступеней человеческого познания — чувственной и рациональной. При этом именно научные факты второго порядка служат той высшей формой эмпирического знания, с которой осуществляется непосредственный переход на второй уровень научного знания — к теоретическому знанию.
Что же касается самого теоретического уровня научного знания, то и он не представляет собой чисто рационального феномена. Данный уровень также выступает результатом взаимодействия чувственного и рационального в научном познании. Действительно, хотя формы рационального познания (понятие, суждение, умозаключение) и доминируют в теоретической научно-познавательной деятельности, в ней непременно обнаруживаются и некоторые элементы или следы чувственного познания. Так, например, модельные представления или наглядные модельные образы, такие как точка, абсолютно твердое тело, абсолютно черное тело и т. д., будучи элементами теоретического исследования, на самом деле представляют собой «обобщенные чувствования». Это говорит о том, что научная теория, по сути дела, в явной или завуалированной форме снимает в себе, т.е. содержит в себе в преобразованном виде и как подчиненный момент наглядные образы, а, следовательно, и чувственные составляющие.
Теоретический уровень научного знания начинается с четкого формирования и постановки научной проблемы, которую именно поэтому и можно рассматривать как исходную форму теоретического научного знания. Научную проблему (от греч. Problema — задание, задача) можно определить как выражение того, что еще не познано, но познание чего становится актуальным и даже необходимым в данный момент с точки зрения внутренней логики развития научного знания. Следовательно, это не есть просто некий риторический вопрос, который исследователь якобы задает природе, но отвечает на него сам, как иногда утверждается в литературе (если вопрос все же задан природе, то непонятно, почему ответить на него должен исследователь, а не сама природа, пускай и через исследователя). И если уж говорить о научной проблеме как о некоем вопросе, то этот вопрос, во-первых, является далеко не риторическим, а существенным, сущностным, и, во-вторых, он закономерно вытекает из достигнутого уровня развития научного знания. И в самом деле, формирование научной проблемы, как правило, происходит под прямым или косвенным влиянием новых научных фактов, которые не могут быть адекватно интерпретированы в системе существующего научного знания. Ввиду этого всякое резкое противопоставление научной проблемы наблюдению и эмпирическому знанию вообще становится неуместным. Поэтому вряд ли можно согласиться с К. Поппером в том, что исходной формой научного знания следует признать не наблюдение, а научную проблему. К. Поппер имел бы право сделать столь однозначное и категоричное заявление только в том случае, если бы на самом деле существовали чистые, рафинированные, не носившие на себе никаких следов (т. е. не включающие в себя никаких элементов) существующего научного знания. Однако таких научных проблем нет и быть не может. Любая научная проблема, как явствует из предложенного выше определения, несет на себе определенный отпечаток достигнутого уровня развития научного знания, в том числе и эмпирического. Справедливо критикуя односторонний индуктивизм позитивистов, К. Поппер, однако, сам впал в другую крайность. На самом деле не только эмпирические данные нуждаются, как он полагал, в теоретической интерпретации, но и теоретические положения нуждаются в эмпирическом обосновании. Следовательно, эмпирический и теоретический уровни научного знания, как, впрочем, и любые другие диалектические полярности (противоположности), не только взаимно исключают, но и взаимно предполагают друг друга.
Для решения сформулированной научной проблемы обычно разрабатывают научную гипотезу, которая выступает следующей формой теоретического научного знания. Говоря иначе, научная гипотеза, как правило, выдвигается для объяснения поставляемых эмпирическим уровнем новых научных фактов, не нашедших удовлетворительной интерпретации в рамках существующих научных теорий. Гипотеза как форма теоретического научного знания, т. е. научная гипотеза — это система не достоверного, а только предположительного знания, получаемая гипотетико-дедуктивным методом из существующего научного знания и претендующая не только на интерпретацию и объяснение новоиспеченных научных фактов, но и на предсказание новых. Она, таким образом, отличается от простой догадки внутренней непротиворечивостью, определенной согласованностью с существующим на данный момент научным знанием и объяснительной и предсказательной эффективностью. Научная гипотеза характеризуется также простотой и релевантностью. Как известно, еще английский философ, представитель позднего номинализма Уильям Оккам (1285–1349) сформулировал принцип, получивший образное название «бритва Оккама», согласно которому «сущности не следует умножать без необходимости». В полном соответствии с этим требованием считается, что научная гипотеза должна обходиться необходимым минимум постулатов, на базе которых она строится. Поэтому, если приходится выбирать между равнозначными по своей объяснительной и предсказательной силе гипотезами, то предпочтение обычно отдается именно той из них, которая использует наименьшее количество посылок.
Что же касается релевантности (от англ. Relevant — уместный, относящийся), то в данном случае под ней следует понимать доступность научной гипотезы для «эмпирического отбора», т. е. ее способность предстать перед «судом фактов». Говоря иначе, гипотеза оказывается релевантной только в том случае, если она допускает возможность своей проверки и в конечном итоге может быть, либо подтвержденной, либо опровергнутой фактами. В случае ее полного подтверждения она может превратиться в научный закон. Именно это произошло, например, с выдвинутой в 1811 году итальянским физиком и химиком Амедео Авогадро (1776–1834) при попытке теоретически обосновать закон простых объемных отношений (сформулированный Ж. Л. Гей-Люссаком в 1808 году) гипотезой о молекулярном строении химического вещества, согласно которой в равных объемах идеальных газов при одних и тех же температурах и давлениях содержится одинаковое число молекул. Только спустя четыре десятилетия, в середине XIX века данная гипотеза получила полное подтверждение в кинетической теории газов, вследствие чего она превратилась в закон Авогадро, на основе которого было выведено знаменитое число Авогадро.
Полностью подтвержденная гипотеза может стать не просто научным законом, но и полноценной научной теорией. Так случилось, например, с теорией относительности, которая долгое время считалась просто научной гипотезой. В связи с этим стоит отметить, что, как это ни странно, в 1921 году А. Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии по физике не за создание теории относительности, а за разработку в том же (что и специальная теория относительности) 1905 году квантовой теории света. Дело в том, что в 1921 году, то есть спустя 16 лет после того, как А. Эйнштейн сформулировал специальную (частную) теорию относительности, и спустя 5 лет после обоснования им же своей теории тяготения (общей теории относительности), Нобелевский комитет и многие ученые-физики продолжали считать теорию относительности простой гипотезой, научная достоверность которой еще не установлена. Однако после того как данная теория получила многочисленные экспериментальные подтверждения, особенно благодаря астрономическим наблюдениям, ее научный статус стал общепризнанным, и она была провозглашена одним из величайших достижений не только физики XX столетия, но и научной мысли вообще за все время существования современной (новоевропейской) науки.
Если же выдвинутая гипотеза не получает каких-либо подтверждений, если получаемые из нее дедуктивным путем следствия не согласуются с экспериментальными данными, а то и прямо им противоречат, если к тому же все попытки усовершенствовать ее ни к чему позитивному не приводят, то в таком случае гипотезу просто отбрасывают. Именно такая участь постигла гипотезу о существовании мирового эфира. Как известно, начиная с середины 60-х годов XIX столетия — после феноменального успеха, достигнутого Джеймсом Клерком Максвеллом (1831–1879) в создании полноценной научной теории электромагнитного поля (классической электродинамики), в физике стала почти безраздельно господствовать волновая теория света. Поэтому, если не все, то, по крайней мере, многие ученые-физики бросились искать ту упругую среду, по которой, как предполагалось, пробегает распространяющаяся световая волна — подобно тому, как звуковая волна пробегает по воздуху, являющемуся по отношению к ней передающей средой. Так была реанимирована старая идея существования «эфира» и сформулирована гипотеза, согласно которой свет рассматривался как колебание «мирового эфира». Сторонники данной гипотезы пытались с ее помощью «убить двух зайцев», поскольку стремились представить «мировой эфир» абсолютно неподвижной субстанцией и, таким образом, использовать его в качестве абсолютной системы отсчета. Многим тогда казалось, что, наконец, найдена та реальная физическая форма, в которую можно было бы облечь ньютоновскую идею абсолютного пространства, и тем самым «вдохнуть жизнь» в эту идею и превратить ее из пустой абстракции в действительно существующий факт. Однако все попытки обнаружить неподвижный светоносный «мировой эфир» заканчивались безрезультатно, хотя и продолжались вплоть до 1881 года, когда была поставлена драматическая точка, положившая конец этим попыткам. В этом году двое американских ученых — физик Альберт Майкельсон (1852–1931) и химик и физик Эдуард Морли (1838–1923) поставили свой, ставший впоследствии знаменитым опыт, одной их целей которого было обнаружить «эфирный ветер». Однако к своему удивлению никакого «эфирного ветра» они не обнаружили. Вопреки ожиданиям опыт однозначно показал, что «мирового эфира» не существует. Из-за этого позднее он был назван самым великим отрицательным опытом, какой когда-либо знала физика. Однако был ли результат опыта Майкельсона – Морли однозначно отрицательным? Отнюдь нет. Дело в том, что он не только окончательно опрокинул гипотезу мирового эфира, но и установил один из важнейших принципов современной физики — принцип постоянства скорости света в вакууме, который стал одним из двух постулатов специальной теории относительности.
Особой формой гипотезы является так называемая ad hoc (в буквальном переводе с латыни — «к данному случаю») гипотеза. Ad hoc гипотеза представляет собой предположение, выдвинутое для объяснения отдельного факта (случая) или для решения определенной (конкретной) задачи. Поэтому она по своей эвристической ценности явно уступает гипотезам, претендующим на статус научного закона или научной теории, хотя, конечно, играет важную роль в развитии научного знания. Удачной (т. е. получившей подтверждение впоследствии) ad hoc гипотезой можно считать, например, предположение, выдвинутое в 1930 году австрийско-швейцарским физиком-теоретиком Вольфгангом Эрнстом Паули (1900–1958) с целью отвести угрозу, нависшую над первым началом термодинамики. Дело в том, что при исследовании процесса b-распада (т. е. самопроизвольного распада атомного ядра радиоактивного элемента или изотопа) у ученых сначала создалось впечатление, что нарушается один из фундаментальных законов физики — закон сохранения энергии, поскольку суммарная энергия получаемых в результате данного процесса известных тогда частиц оказалась меньше исходной энергии распавшихся частиц. Стремясь защитить научный статус данного закона, Вольфганг Паули как раз и выдвинул свою ad hoс гипотезу, предполагавшую существование неизвестной элементарной частицы, которая вылетает при b-распаде из атомного ядра вместе с электроном и уносит с собой недостающую часть энергии. В 50-е годы прошлого столетия эта частица была экспериментально обнаружена американскими физиками Фредериком Райнесом (1918–1998) и Клайдом Коэном (1919–1974) и по предложению итальянского физика Энрико Ферми (1901–1954) названа «нейтрино», что по-итальянски означает «нейтрончик» (уменьшительная форма от «нейтрон»). Сначала полагали, что нейтрино не имеет электрического заряда и массы покоя, движется со скоростью света и, как было установлено, не взаимодействует, или крайне слабо взаимодействует с веществом (с другими элементарными частицами) и потому обладает неимоверно большой проникающей силой. Однако позднее стали говорить о том, что нейтрино все же может обладать ничтожно малой массой, а совсем недавно мир облетела сенсационная новость о том, что данная частица может двигаться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. В новости сообщалось, что ученые итальянской Национальной лаборатории в Гран Сассо (Gran Sasso) и Европейского центра ядерных исследований (CERN) установили, что нейтрино движутся быстрее фотонов, и что они 23 сентября 2011 года представили на суд научного сообщества результаты своих трехлетних исследований. Согласно их данным, пучок нейтрино, испущенный из находящегося в Швейцарии сверхмощного ускорителя элементарных частиц — Большого адронного коллайдера (БАК), преодолел расстояние в 730,534,61 метров — до расположенного на глубине 1400 метров под землей в Гран Сассо детектора элементарных частиц OPERA — на 60 наносекунд быстрее, чем, если бы он двигался со скоростью света. При этом погрешности в произведенных расчетах составляют, по их мнению, не более ±20 см по расстоянию и ±10 наносекунд по времени. Если это действительно так и в расчетах европейских учёных не кроется системная ошибка, то тогда экспериментально установленный ими факт, возможно, приведет не просто к перевороту, но и к настоящей революции в физике и во всей современной науке. Однако пока не будет проведена самая надежная, тщательная и независимая проверка результатов исследований ученых из OPERA и CERN, нам не стоит торопиться с выводами, чтобы не уподобиться тем любителям сенсаций, которые уже успели безответственно заявить, что нейтрино «посрамил» или даже «похоронил» Эйнштейна. В связи с этим следует заметить, что, вопреки довольно распространенным представлениям, теория относительности в принципе не запрещает движения со скоростью, превышающей скорость света в вакууме, а, следовательно, не отрицает возможности существования частиц (тел), перемещающихся со сверхсветовой скоростью. Так, она ничуть не отрицает, например, того факта, что скорость сближения двух космических корабля, движущихся на встречу друг другу в космическом пространстве со скоростью света, измерённая в расположенной на Земле системе отчёта (т.е. находящимся на Земле наблюдателем) будет в два раза превышать по своему значению скорость света. Хотя, конечно, скорость перемещения каждого из этих двух кораблей относительно другого, будучи измерённой в системе отчёта, расположенной на самом корабле (скажем, его командиром) оказывается в точности равной скорости света. Поэтому можно сказать, что специальная теория относительности на самом деле представляет скорость света в вакууме в качестве лишь некоего предела скоростей в природе: верхнего — для частиц, движущихся со скоростью, уступающей по своему значению скорости света, и нижнего — для так называемых тахионов (от греч. Tachys, Tacheos — быстрый, скорый) — гипотетических частиц, движущихся с большей скоростью, чем скорость перемещения светового луча. Следовательно, с её точки зрения первые частицы не могут двигаться с большей, а вторые с меньшей скоростью, чем скорость света в вакууме. Это — во-первых. Во-вторых, теория относительности является достоверной, научно доказанной теорией, и в качестве таковой она раз и навсегда вошла в сокровищницу научных достижений человечества. Поэтому никакими надуманными ухищрениями и даже научно установленными фактами нельзя ее «похоронить», нельзя ее упразднить. В лучшем случае дальнейшее развитие физической науки может привести лишь к ее уточнению. Следовательно, если будет окончательно установлена научная безупречность (достоверность) упомянутого выше широко освещаемого в настоящее время (и уже ставшего предметом околонаучных спекуляций) результата экспериментальных исследований ученых CERN и OPERA, то это можно в лучшем случае расценивать как первый шаг на пути создания более фундаментальной физической теории, которая включала бы в себя и теорию относительности в качестве своего предельного случая, но не более того. Говоря иначе, возможно, что уже в обозримой перспективе будет создана новая, более совершенная, более фундаментальная физическая теория, которая не «похоронит» теорию относительности, а лишь установит границы ее применимости — подобно тому, как сама теория относительности не «отменила», не «похоронила» в своё время теорию классической механики, а только строго определила область её применимости. После этого вынужденного отступления вернемся, однако, к вопросу о теоретическом уровне научного знания.
Итак, ad hoc гипотеза может подтвердиться и превратиться в установленный научный факт. Однако она может и не подтвердиться и тогда потеряет свою научную ценность. Примером неподтвержденной гипотезы, введенной ad hoc способом, является λ-член в предложенной Эйнштейном математической модели стационарной Вселенной. Как известно, в свой статичный вариант решения основного уравнения общей теории относительности ее создатель вынужден был при помощи ad hoc гипотезы ввести так называемый λ-член — некую космологическую постоянную, обозначающую силу гравитационного отталкивания, чтобы уравнять силу гравитационного притяжения на больших расстояниях и таким образом сделать теоретически возможной модель стационарной Вселенной. (Замечу в скобках, что, хотя сам Эйнштейн позднее высказывал сомнения относительно правомерности указанной космологической постоянной, его предположение о существовании космического гравитационного отталкивания стало объектом особого научного интереса, после того как в 1997 году было обнаружено, что галактики разбегаются с ускорением, что можно объяснить действием сил космического гравитационного отталкивания).
Хорошо обоснованная и полностью подтвержденная гипотеза может стать, и нередко становится, научным законом. Поэтому научный закон можно считать одной из основных форм теоретического научного знания. Научный закон — как понятийная структура или математическая модель — на самом деле выражает собой важнейший аспект сущности явлений действительности. Он отображает их существенные, необходимые, устойчивые, а, следовательно, и повторяющиеся свойства и связи.
Научные законы можно классифицировать по-разному, исходя из тех или иных оснований или критериев. Так, по уже упомянутому выше структурному критерию их делят на эмпирические и теоретические. Эмпирические законы устанавливаются путем прямого обобщения данных эмпирического уровня научного знания. Поэтому их можно считать определенным типом индуктивного обобщения. Как обобщение непосредственно наблюдаемых фактов они обычно выражают собой поверхностный уровень сущности (так сказать, сущности первого порядка) изучаемых явлений. Поэтому их объяснительные и предсказательные возможности являются весьма ограниченными, в результате чего они оказываются применимыми в весьма узкой области. В отличие от них теоретические законы отображают глубинный пласт этой сущности (т. е. сущности второго и более высокого порядка). Вот, собственно, почему из них могут быть выведены эмпирические законы как предельные случаи. Между тем они сами, как правило, не выводятся из эмпирических данных, а сначала интуитивно формируются в виде некоторых предположений (догадок или гипотез). Это, однако, не означает, что они вообще независимы от эмпирического знания. Дело в том, что любая научная догадка (гипотеза) приобретает силу закона и действительно становится теоретическим законом только после ее полного подтверждения. При этом она должна быть обоснована не только теоретически, но и экспериментально. Следовательно, без прямого или косвенного экспериментального подтверждения не может обойтись ни один теоретический закон. И в самом деле, если выдвинутая научная гипотеза плохо согласуется с фактами или же прямо им противоречит, тогда она, как уже было отмечено, просто отбрасывается. Вместе с тем и эмпирические законы не могут обходиться без теоретических законов — хотя бы потому, что только на их основе они получают свое объяснение, свою интерпретацию. Ввиду этого теоретические законы можно рассматривать как более фундаментальные по сравнению с эмпирическими законами.
Классификацию научных законов можно производить и по другим критериям (основаниям). Так, по широте той области реальности, которую они охватывают своим действием, их делят на частные и общие законы. Частные научные законы действуют в локальной области действительности. Общенаучные законы своим действием охватывают более или менее обширные области последней. Так, например, закон движения по наклонной плоскости следует рассматривать как частный физический (механический) закон, поскольку он характеризует лишь ограниченный класс механического движения. В отличие от него законы классической механики являются общими механическими законами, так как они присущи всякому механическому движению и, следовательно, своим действием охватывают собой весь класс этого движения в макрофизическом мире. Именно поэтому на их основе можно вывести частный механический закон движения по наклонной плоскости. Это, в свою очередь, говорит о том, что общенаучный закон представляет собой более фундаментальный закон и только в силу этого становится в принципе возможным вывести из него соответствующий частный научный закон.
По характеру устанавливаемых законами связей между явлениями их можно разделить на каузальные, функциональные, структурные и т. д. Каузальные законы могут быть классифицированы по выражаемому ими типу причинности на динамические и статистические. Таким образом, динамический и статистический законы — это две формы закономерных связей явлений действительности, в основе которых лежат два типа детерминации — однозначная (жесткая) и многозначная (вероятностная) причинность. В основе динамического закона лежит жесткая однозначная причинно-следственная связь, которая выступает формой реализации необходимости и при которой причина всегда ведет к одному-единственному и строго определенному следствию. Поэтому динамический закон строго определяет ход изменения каждого отдельного объекта, подпадающего под его действие. Говоря иначе, он выражает собой необходимую связь, при которой данное состояние объекта является однозначным результатом изменений его предыдущих состояний и столь же однозначно определяет все его последующие состояния. Ввиду этого становится возможным точно предсказать дальнейшее развитие объекта или же точно обрисовать его прошлое, если даны начальные условия его существования.
Динамический закон, таким образом, действует в системе, не подверженной влиянию случайных факторов, т. е. в системе автономной, независимой или мало зависящей от внешних условий и содержащей небольшое число элементов. В отличие от него статистический (иначе — стохастический) закон действует в системе неавтономной, т. е. зависящей от условий среды, и содержащей огромное количество элементов. В его основе лежит неоднозначная вероятностная причинно-следственная связь, которая, будучи формой реализации случайности, означает, что данная причина может привести не к единственно возможному, а к одному из целого множества равновероятных возможных следствий, каждое из которых может быть реализовано лишь при наличии соответствующих случайных условий. Следовательно, можно охарактеризовать статистический закон как связь, при которой данное состояние системы определяет ее последующие состояния лишь с определенной степенью вероятности, выступающей, как известно, мерой возможного осуществления случайных явлений. Это значит, что он действует как тенденция, пробивающая себе дорогу либо через многократное повторение одного и того же случайного события, либо через взаимодействие огромного числа элементов в составе некоторой системы. Вот, собственно, почему статистический закон действует только на уровне ансамбля, т. е. целого, состоящего из огромного множества объектов (или повторений), а не на уровне каждого объекта. На уровне отдельного объекта он актуально никак не проявляет себя, поскольку еще не определяет, какая из заключенных в объекте многочисленных возможностей на самом деле будет реализована.
Проблема соотношения динамических и статистических законов по-разному решается в классической и неклассической науке, в частности, в классической и квантовой физике. В классической физике динамические законы рассматривались как более фундаментальные, как исходные или первичные, а статистические законы понимались как вторичные и производные от них. В соответствии с данной установкой полагали, что каждый статистический закон должен иметь под собой в качестве своего основания определенный динамический закон. Поэтому неудивительно, что законы статистической механики были выведены на основе обладающих динамическим статусом законов классической механики.
С появлением квантовой механики и квантовой физики как таковой ситуация в корне меняется. Дело в том, что в квантовой физике статистические законы не только перестают быть простыми следствиями или формами выражения динамических законов, т. е. чем-то вырастающим из них, как из своего основания, но вместе с тем они оказываются и более фундаментальными по сравнению с ними законами. Квантовая физика действительно показала, что статистические законы выражают более глубокий пласт закономерных связей явлений материальной действительности, более фундаментальные отношения бытия. В этом легко можно убедиться, если сравнить, например, классическую механику, классическую электродинамику и релятивистскую механику, с одной стороны, и квантовую механику, квантовую электродинамику и квантовую релятивистскую механику — с другой. Члены первого ряда данного сравнения являются динамическими теориями, выражающими собой динамические законы, а члены второго ряда представляют собой статистические теории, выражающие стохастические законы. Вместе с тем хорошо известно, что члены первого ряда сравнения могут быть выведены из соответствующих им членов его второго ряда в качестве предельных случаев, что, собственно, и говорит о том, что эти последние являются более фундаментальными теориями. Обобщая данный факт, можно прийти к выводу о том, что динамический закон, по сути, есть лишь форма или предельный случай статистического закона. И это именно так, поскольку динамический закон есть на самом деле не что иное, как статистический закон, в котором вероятность осуществления выражаемой им связи стремится к единице или равна единице.
Научный закон входит в структуру научной теории в качестве ее важнейшей составляющей. Исходя из этого, научную теорию можно рассматривать как наивысшую форму научного знания. Она составляет не только основное ядро теоретического уровня научного знания, но и, по сути, является «несущей конструкцией» всего здания данного знания. Поэтому неудивительно, что все методы научного познания (а не только теоретические) на самом деле направлены и в конечном итоге нацелены именно на ее разработку, на ее формирование. Научную теорию (от греч. Theorein — смотреть) можно определить как систему обобщенного, обоснованного (подтвержденного), а стало быть, и достоверного знания о тех или иных явлениях реальности. Выступая адекватным и более или менее целостным отображением сущности этих явлений, она благодаря этому оказывается в состоянии с большой степенью точности описывать их, объяснять внутренний механизм их функционирования и предсказывать ход их изменения и развития. Ввиду этого в научной теории можно выделить описательный, объяснительный и предсказательный аспекты. Обычно, сформировавшаяся как результат обобщения определенных научных данных, теория в дальнейшем становится исходным пунктом научных исследований.
Вместе с тем необходимо особо подчеркнуть, что, систематизируя и обобщая научные, в том числе и эмпирические данные, научная теория апеллирует не напрямую к самой реальности, которую она в конечном итоге и отображает, а имеет дело с так называемыми идеальными или абстрактными объектами, которыми она, собственно, и оперирует. Однако в самой действительности, т. е. в природе и обществе, идеальных объектов не существует. Они суть лишь идеализации, т. е. идеальные образы (отображения) материальных или, более обобщенно, реально существующих объектов. В качестве подобных абстракций они представляют собой предельные случаи реальных объектов, служащие моделью для их научного изучения и исследования. Примерами идеальных объектов являются точка и плоскость в математике, абсолютно черное тело в физике, идеальный газ в химии, потребительная стоимость в экономике и т. д. Следовательно, именно путем изучения и исследования идеальных объектов, которые, как идеальные модели реальных объектов, имеют в отличие от них ограниченное (конечное) число свойств и отношений, научная теория может раскрывать и устанавливать законы функционирования и изменения самих реальных объектов.
Научная теория имеет сложную структуру. В свое время логические позитивисты выделили в данной структуре следующие три компонента: а) эмпирические термины, выражающие непосредственно данное, б) теоретические термины, выражающие идеальные объекты, и в) логические термины, выражающие логическую связь между компонентами теории. Правда, они чисто субъективно интерпретировали и трактовали содержание данных терминов. Так, например, «непосредственно данное» — как содержание эмпирических терминов — они понимали как элементы чувственного опыта, сводимые в конечном итоге к нашим ощущениям, которые, по их мнению, никакого отношения к сущности самих явлений реальности, т. е. к материальной действительности как таковой, не имеют. Точно так же они интерпретировали и теоретические термины, которые, согласно их точке зрения, представляют собой чистые конструкции нашего ума и в таком качестве не отображают никакой объективной реальности. Правда, чтобы придать хоть какой-нибудь реальный статус этим воображаемым объектам, неопозитивисты считают необходимым редуцировать их, а, следовательно, и теоретические термины вообще, к эмпирическим терминам. Однако если это так, если научная теория есть только умственное построение (хотя и сводимое в конечном итоге к ощущениям), т. е. чистый конструктив нашего ума, то тогда непонятно, как она может описывать, объяснять и предсказывать реальные, протекающие в объективной действительности процессы. Ведь надо же согласиться с тем, например, что свободное падение брошенного с высоты камня по направлению к центру Земли вовсе не является чистой конструкцией нашего ума, а представляет собой реально протекающий, объективный физический процесс. Если это так, тогда объясняющий данный механический процесс и определяющий (предсказывающий) траекторию свободно падающего камня закон всемирного тяготения никак не может быть представлен как чистое построение человеческого разума, т. е. только как умственный конструкив, ничего более не выражающий, кроме сущности самого разума. Будучи умственной конструкцией, он, напротив, отображает собой в конечном итоге сущность, от самого ума не зависящую, а стало быть, и определенное объективное содержание. И в самом деле, рассмотренный с точки зрения его основного содержания, данный закон оказывается не чем иным, как определенной, существенной, необходимой и повторяющейся связью между самими физическими объектами — объективной связью самих этих объектов друг с другом.
Научная теория в действительности включает в свою структуру следующие элементы: а) исходные постулаты, б) правила логического вывода, в) новые научные понятия и принципы (законы), г) теоретическое их обоснование, д) экспериментальное их подтверждение. Справедливость первых двух элементов не доказывается, а просто постулируется теорией как не вызывающая сомнения, полностью достоверная данность. В отличие от них справедливость третьего элемента должна быть доказана в рамках самой теории. Теоретическое обоснование этого элемента предполагает как полную внутреннюю согласованность его составляющих, так и их непротиворечивость существующим фундаментальным научным представлениям. Что же касается экспериментального обоснования теории, то она осуществляется путем проверки и подтверждения тех последствий, которые мы получаем из неё на базе логической дедукции.
Классифицировать научные теории можно по тем же критериям (основаниям), что и научные законы. По структурному критерию их можно делить на эмпирические (индуктивные) и базисные (фундаментальные) теории. Эмпирическая теория формируется на основе индуктивных обобщений, т. е. обобщений наблюдаемых фактов. Вот, собственно, почему ее можно рассматривать как систему понятий и законов, выражающих собой наблюдаемые явления и их отношения. Именно поэтому эмпирические теории, как правило, преобладают на начальном этапе становления соответствующей науки или ее нового раздела. В отличие от эмпирической теории, базисная или фундаментальная теория не выводится из опыта, а сначала интуитивно «угадывается», т. е. выдвигается в виде некой гипотезы, и потому ее положения, несомненно, нуждаются в опытной проверке. Она выступает выражением более глубиной сущности явлений. И поскольку сущность любой вещи скрыта от наблюдателя, т. е. непосредственно (чувственно) не наблюдаема им, можно сказать, что положения (понятия, законы и принципы) фундаментальной научной теории выражают ненаблюдаемые явления. Ввиду этого она может служить основой (базисом) для выведения эмпирической теории, в чем, собственно, и проявляется, отчетливо или даже буквально, ее базисный, фундаментальный характер. Примером эмпирической теории может служить разработанная немецким астрономом Иоганном Кеплером (1571–1630) теория движения планет Солнечной системы. Данная теория формировалась на базе прямого обобщения эмпирических данных. Она включила в себя три эмпирических закона движения планет вокруг Солнца, которые были установлены И. Кеплером в результате прямых наблюдений. Фундаментальной теорией относительно нее выступает теория тяготения И. Ньютона. Дело в том, что ньютоновская теория небесной механики и ее основной закон — закон всемирного тяготения — схватывают и выражают более глубокую суть механического движения небесных тел, нежели упомянутая теория И. Кеплера. Поэтому неудивительно, что она дает более точное описание этого движения, объясняя, в отличие от последней теории, его источник, и что не случайно из ее основного закона можно вывести все три кеплеровских закона.
Согласно другим критериям (или основаниям) научные теории можно разделить на частные и общие, динамические и статистические, дедуктивно-аксиоматические и гипотетико-дедуктивные и т. д. Общая научная теория имеет более широкую область применимости, нежели частная теория, в силу чего она включает последнюю в себя как частный случай. Правда, данные понятия оказываются относительными, поскольку сама общая теория становится частной теорией с точки зрения другой теории, еще в большей степени обобщающей научное знание о соответствующем фрагменте реальности. Так, например, классическая механика, являясь по отношению к теории физического маятника общей научной теорией, становится частной теорией с точки зрения релятивистской или квантовой механики. По типу причинно-следственных связей научные теории можно разделить на динамические и статистические теории. Примеры таких теорий и характеристика их взаимоотношений друг с другом были приведены выше.
Что же касается классификации научных теорий по их логической структуре, то дедуктивно-аксиоматическая теория представляет собой систему научного знания, выведенную при помощи логической дедукции из заведомо достоверных по своему содержанию посылок (аксиом). Поэтому дедуктивно-аксиоматическая теория выступает одной из важнейших форм достоверного научного знания. Непревзойденным образцом такой теории может служить евклидова геометрия. В отличие от дедуктивно-аксиоматической, гипотетико-дедуктивная теория, хотя и строится при помощи тех же правил логической дедукции, тем не менее, представляет собой систему только гипотетического знания, поскольку выводится из таких посылок, которые по своему содержанию представляют собой знание не достоверное, а только предположительное.
Рассмотренные выше формы теоретического научного знания составляют собой единое целое — теоретический уровень научного знания. Данный уровень тесно взаимодействует с эмпирическим уровнем. Эти два уровня научного знания находятся между собой в отношениях взаимообусловленности и взаимовлияния. Они образуют единую структуру научного знания. Однако, по мнению некоторых исследователей, данными уровнями структура научного знания далеко не исчерпывается. Дело в том, что в указанную структуру они включают еще и так называемые основания научного знания или «основания науки» — в качестве ее третьего элемента или компонента, который якобы организует все многообразие научного знания в единое целое. В «основаниях науки» они обычно выделяют три составляющие, а именно: нормы и идеалы научного знания, научную картину мира и философские основания науки.
К нормам и идеалам научного знания указанные авторы относят как «собственно познавательные установки» (идеалы и нормы объяснения, описания, доказательности, построения и организации знания и т. д.), так и «социальные нормативы, которые фиксируют роль науки и ее ценность для общественной жизни». Под картинами мира они понимают «обобщенные схемы-образы предмета исследования, посредством которых фиксируются основные системные характеристики изучаемой реальности». И наконец, философское основание науки, по их мнению, «осуществляется посредством философских идей и принципов, которые обосновывают онтологические постулаты науки, а также ее идеалы и нормы».
Если под основанием понимать исходную причину или конечный источник, то тогда вряд ли можно все три перечисленных элемента так называемого «основания науки» непосредственно отнести к собственно основаниям научного знания. И в самом деле, организованность или доказательность являются, как было отмечено выше, существенными характеристиками (признаками) научного знания, и в качестве таковых они не представляют собой исходной причины науки или некоего источника, из которого мы получаем научные знания. Они суть нечто имманентно присуще науке, научному знанию вообще. Следовательно, они — уже по определению характерны как для эмпирического, так и для теоретического знания и, поэтому, никак не могут быть выделены наряду с ними в качестве составляющей некоего отдельного (третьего) уровня научного знания. Это — во-первых. Во-вторых, то же самое можно сказать и об объяснении и описании, которые, не будучи исходными причинами науки, на самом деле выступают (как будет показано ниже) лишь функциями или методами научного знания. И в качестве таковых оба они в буквальном смысле пронизывают как эмпирический, так и теоретический уровни научного знания. Поэтому вряд ли можно отделить их от этих последних и выделить их наряду с ними как нечто, принадлежащее какому-то третьему уровню научного знания. В-третьих — что же касается научной картины мира, то и она не может быть собственным основанием научного знания, существующим помимо эмпирического и теоретического уровней последнего и наряду с ними. Дело в том, что она представляет собой не исходное начало, не источник научного знания, а наоборот — некое его конечное состояние, его обобщение. И в самом деле, научная картина мира является результатом обобщения основных достижений если и не всех наук, то в любом случае большинства или хотя бы основных из них. Таким образом, ее можно рассматривать как форму междисциплинарного научного знания, и в качестве таковой она, несомненно, вбирает в себя достижения как эмпирического, так и теоретического уровней этого знания. В силу всего этого она никак не может быть представлена как «нечто третье» по сравнению с данными уровнями и, стало быть, не может быть рассмотрена в качестве отдельного элемента в структуре научного знания, существующего наряду с эмпирическими и теоретическими составляющими этого знания.
И наконец, в-четвертых, философские идеи и представления никак не могут сами по себе служить непосредственным (или даже опосредствованным) основанием науки, исходным источником научного знания. В лучшем случае они могут в позитивном плане выполнять лишь общеметодологическую функцию в отношении этого знания — и не более того. Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что никоим образом не следует игнорировать или умалять значение данной функции. Методологическую роль философских представлений и принципов в научном познании, в частности, отчетливо демонстрируют многие из тех дискуссий, которые нередко разворачиваются в научном мире по поводу постановки и решения тех или иных научных проблем. Хорошим и чуть ли не хрестоматийным примером в данном отношении может служить дискуссия вокруг квантовой механики, развернувшаяся в свое время между А. Эйнштейном и его последователями — с одной стороны, и Н. Бором и его сторонниками — с другой. В этой научной дискуссии Эйнштейн отстаивал точку зрения, согласно которой кажущийся вероятностный характер микрофизических закономерностей проистекает из того, что описывающая их квантомеханическая теория является неполной научной теорией: она не учитывает каких-то, пока еще не установленных (скрытых) параметров микрофизической реальности, а следовательно, не располагает полной информации о микромире и именно поэтому придает присущим этому миру закономерностям статистический вид; следовательно, стоит только установить эти параметры и получить полную информацию о микрофизическом мире, как тут же исчезнет кажущаяся случайность происходящих в нем процессов и воцарится полный порядок в научном описании этих процессов, которые на самом деле носят, как и все происходящее в природе, сугубо динамический характер.
Прямо противоположную точку зрения отстаивал глава так называемой копенгагенской школы квантовой механики Нильс Бор и его единомышленники. Н. Бор считал квантовую механику полной научной теорией и полагал, что необходимо приветствовать это новое знание, поскольку оно открывает широкие перспективы перед наукой, устанавливая новое качество природы и подтверждает не просто существование, но и господство случайности, то есть случайных недетерминированных событий, в микрофизическом мире.
Итак, казалось бы, это был сугубо научный спор между двумя выдающимися физиками и их последователями, и философия тут ни при чем. Однако так кажется лишь на первый и довольно поверхностный взгляд. Более глубокий анализ ситуации показывает, что в своей позиции Эйнштейн на самом деле исходил из сугубо философского принципа — принципа детерминизма. Более того, в данном вопросе он стоял на позициях однозначного, жесткого, абсолютного детерминизма, выступая, таким образом, как верный последователь Демокрита (460 – ок. 370 до н. э.) и Б. Спинозы. Он по их примеру изгоняет случайность из природы. По его твердому убеждению, в мире царит жесткий порядок, миром правит неумолимая необходимость. Как он выразился в одном из своих писем к М. Борну, «Бог не играет в кости!» Выхолащивая онтологическое, а стало быть, и объективное содержание категории «случайность», он вслед за Демокритом превращает ее в сугубо гносеологическое понятие. Случайное — это не то, что не имеет причины (ибо беспричинных явлений в мире нет и быть не может), а то, причины чего мы не знаем. Говоря иначе, случайность — это не объективное состояние самых вещей, а состояние наших знаний о них. Точнее, случайность является формой выражения нашего незнания или же недостаточности нашего знания о вещах. Как видим, убеждения Эйнштейна, качающиеся скрытых параметров, держатся на вполне реальных «философских ногах».
В противоположность А. Эйнштейну, Н. Бор в указанной дискуссии выступает приверженцем философской концепции индетерминизма, согласно которой либо отрицается существование в мире причинно-следственной связи как таковой, либо упраздняется только ее всеобщий характер. По его мнению, основной принцип квантовой механики — соотношение неопределенности — свидетельствует недетерминированность процессов в микромире.
Несмотря на внешнее различие, внешнюю полярность указанных позиций двух великих физиков XX столетия, в методологическом плане они совпадают между собой. Дело в том, что каждая из этих двух позиций является конкретной формой применения и абсолютизации одного и того же метода познания — метафизического (антидиалектического) метода. Так, А. Эйнштейн метафизически отрывает случайность от необходимости, отождествляет причинность с необходимостью и тем самым односторонне сводит все многообразие причинно-следственных связей в мире к одной только жесткой однозначной форме их проявлений. Между тем его оппонент — Н. Бор также метафизически разрывает связь между случайностью и необходимостью и абсолютизирует значение нежесткой, неоднозначной причинно-следственной связи, возведя ее тем самым в ранг беспричинного отношения.
Вместе с тем необходимо заметить, что с диалектической точки зрения соотношение неопределенности отнюдь не опровергает, а, наоборот, полностью подтверждает правомерность принципа детерминизма вообще. Оно опрокидывает лишь идею абсолютизации значения жесткого механического детерминизма путем установления нового типа причинно-следственных связей в природе, существование которых не просто допускает, но и подтверждает правомерность принципа диалектического детерминизма. Согласно данному принципу, в мире существует многообразие причинно-следственных связей, не сводимое к какой-либо одной из их разнообразных форм. Среди этих форм диалектическая концепция причинности выделяет две в качестве основных: однозначную (жёсткую) причинность и причинность многозначную, многовариантную (вероятностную). В свете этого соотношение неопределенности должно быть интерпретировано не как свидетельство о недетерминированности физических процессов в микромире, а как физический принцип, возводящий вероятностную причинность в ранг общей закономерности микрофизического мира. Вместе с тем необходимо отметить и то, что существование данной формы причинности отнюдь не ограничивается пределами одного только микрофизического мира — она обнаруживает себя и в макромире.
Итак, рассмотренный нами пример научной дискуссии ярко демонстрирует ту методологическую функцию, которую философия может выполнять в отношении науки. Однако из этого еще не следует, что философские идеи и принципы служат непосредственным основанием, источником научного знания.
Как мы видим, все перечисленные выше аспекты так называемого «основания науки» (или научного знания) так или иначе уже содержатся в эмпирическом и теоретическом уровнях ее (его) структуры. Это значит, что не только с содержательной стороны, но и с формальной точки зрения полностью отсутствуют какие-либо основания для их выделения в качестве отдельного (третьего) элемента структуры научного знания.
Если же под «основаниями науки» понимать существенные признаки и, соответственно, сущность научного знания, то и в таком случае вряд ли можно выделять указанные аспекты «основания науки» в качестве самостоятельного (третьего) уровня в структуре этого знания. Дело в том, что сущность науки получает свое полное выражение в двух вышеуказанных уровнях ее структурной организации.
Подлинным основанием научного знания, как известно, выступает именно практика, понимаемая в самом широком смысле слова. Дело в том, что именно общественная практика является отправным пунктом и конечной целью человеческого знания вообще. Поэтому именно она и выступает исходной причиной (основанием), конечной причиной (целью) и критерием научного знания. Однако в таком понимании практика пронизывает все содержание и всю структуру научного знания, оба уровня его структурной организации, и потому она никак не может составлять отдельного (третьего) уровня данной структурной организации.