Динамика развития науки. Принцип соответствия

Наука есть наилучший путь для того, чтобы сделать человеческий дух героическим.
Д. Бруно

Развитие науки определяется внешними и внутренними факторами (рис. 2.2). К первым относится влияние государства, экономических, культурных, национальных параметров, ценностных установок ученых. Вторые определяются внутренней логикой и динамикой развития науки.

Внутренняя динамика развития науки имеет свои особенности на каждом из уровней исследования. Эмпирическому уровню присущ обобщающий характер, поскольку даже отрицательный результат наблюдения или эксперимента вносит свой
36

вклад в накопление знаний. Теоретический уровень отличается более скачкообразным характером, так как каждая новая теория представляет собой качественное преобразование системы знаний. Новая теория, пришедшая на смену старой, не отрицает ее полностью (хотя в истории науки имели место случаи, когда приходилось отказываться от ложных концепций теплорода, эфира, электрической жидкости и т. п.), но чаще ограничивает сферу ее применимости, что позволяет говорить о преемственности в развитии теоретического знания.
Вопрос о смене научных концепций является одним из наиболее актуальных в методике современной науки. В первой половине XX в. основной структурной единицей исследования признавалась теория, и вопрос о ее смене ставился в зависимости от ее эмпирического подтверждения или опровержения. Главной методологической проблемой считалась проблема сведения теоретического уровня исследования к эмпирическому, что в конечном счете оказалось невозможным. В начале 60-х годов XX века американский ученый Т. Кун выдвинул концепцию, в соответствии с которой теория до тех пор остается принятой научным обществом, пока не подвергается сомнению основная парадигма (установка, образ) научного исследования в данной области. Парадигма (от греч. paradigma — пример, образец) — фундаментальная теория, объясняющая широкий круг явлений, относящихся к соответствующей области исследования. Парадигма — это совокупность теоретических и методологических предпосылок, определяющих конкретное научное исследование, которая воплощается в научной практике на данном этапе. Она является основанием выбора проблем, а также моделью, образцом для решения исследовательских задач. Парадигма позволяет решать возникающие в научных исследованиях затруднения, фиксировать изменения в структуре знания, происходящие в результате научной революции и связанные с накоплением новых эмпирических данных.
С этой точки зрения динамика развития науки происходит следующим образом (рис. 2.3): старая парадигма проходит нормальную стадию развития, затем в ней накапливаются научные факты, не объяснимые этой парадигмой, происходит революция
37

в науке и возникает новая парадигма, объясняющая все возникшие научные факты. Парадигмальная концепция развития научного знания затем была конкретизирована с помощью понятия "исследовательская программа" как структурной единицы более высокого порядка, чем отдельная теория. В рамках исследовательской программы и обсуждаются вопросы об истинности научных теорий.

Еще более высокой структурной единицей является естественно-научная картина мира, которая объединяет в себе наиболее существенные естественно-научные представления данной эпохи.
Общая динамика и закономерность, характеризующая в целом процесс исторического развития естествознания, подчиняется важному методологическому принципу, называемому принципом соответствия. Принцип соответствия в его наиболее общей форме утверждает, что теории, справедливость которых экспериментально установлена для той или иной области естествознания, с появлением новых, более общих теорий не устраняются как нечто ложное, но сохраняют свое значение для прежней области явлений как предельная форма и частичный
38

случай новых теорий. Этот принцип является одним из важнейших достижений естествознания XX в. Благодаря ему история естествознания предстает перед нами не как хаотическая смена различных более или менее удачных теоретических воззрений, не как череда их катастрофических крушений, а как закономерный и последовательный процесс развития познания, идущего ко все более широким обобщениям, как познавательный процесс, каждая ступень которого имеет объективную ценность и доставляет частицу абсолютной истины, обладание которой становится все более и более полным. С этой точки зрения процесс познания понимается как процесс движения к абсолютной истине через бесконечную последовательность относительных истин. Причем процесс движения к абсолютной истине происходит не плавно, не путем простого накопления фактов, а диалектически — через революционные скачки, при которых всякий раз преодолевается противоречие между накопившимися фактами и господствующей в данное время парадигмой. Принцип соответствия показывает, как именно в естествознании абсолютная истина складывается из бесконечной последовательности относительных истин.
Принцип соответствия утверждает, во-первых, что каждая естественно-научная теория является относительной истиной, содержащей элемент абсолютной истины. Во-вторых, он утверждает, что смена естественно-научных теорий — не последовательность разрушений разных теорий, а логический процесс развития естествознания, движения разума через последовательность относительных истин к абсолютной. В-третьих, принцип соответствия утверждает, что как новые, так и старые теории образуют единое целое.
Таким образом, согласно принципу соответствия, развитие естествознания представляется как процесс последовательного обобщения, когда новое отрицает старое, но не просто отрицает, а с удержанием всего того положительного, что было накоплено в старом.
ВЫВОДЫ
1. Естественно-научное познание структурно состоит из эмпирического и теоретического направлений научного иссле-
39

дования. В структуре эмпирического направления исследования следующая схема: эмпирический факт, наблюдения, научный эксперимент, эмпирические обобщения. В структуре теоретического метода следующая схема: научный факт, понятия, гипотеза, закон природы, научная теория.

· Научный метод представляет собой яркое воплощение единства всех форм знаний о мире. Тот факт, что познание в естественных, технических, социальных и гуманитарных науках в целом совершается по некоторым общим правилам, принципам и способам деятельности, свидетельствует, с одной стороны, о взаимосвязи и единстве этих наук, а с другой — об общем, едином источнике их познания, которым служит окружающий нас объективный реальный мир: природа и общество.

· Теория до тех пор остается принятой научным обществом, пока не подвергается сомнению основная парадигма (установка, образ) научного исследования. Динамика развития науки происходит следующим образом: старая парадигма — нормальная стадия развития науки — революция в науке — новая парадигма.

· Принцип соответствия утверждает, что развитие естествознания происходит, когда новое не просто отрицает старое, отрицает с удержанием всего положительного, что было накоплено в старом.

36. Обеспечение взаимосвязи теоретического научного знания с другими когнитивными системами культуры (обыденное знание, философия, искусство, религия и т.д.).

1. Современная наука как система знания представляет собой огромную по объему, существенно гетерогенную по составу и качественному разнообразию элементов и единиц знания, нередко диаметрально противоположных по своим свойствам: эмпирическое и теоретическое знание, атрибутивное и ценностное, описательное и нормативное, дискурсное и интуитивное, явное и неявное и т.д. Это структурное разнообразие научного знания обусловлено как объективным разнообразием действительности, так и сложной структурой сознания и познания механизмов их функционирования.

2. Единство системы научного знания обеспечивается, с одной стороны, требованием соответствия любой единицы научного знания стандартам научности: объектности, определенности, доказанности, проверяемости, рефлексивности, методологичности, полезности, открытости к критике и изменениям, а с другой - сетью логических взаимосвязей между различными элементами системы научного знания.

3. Наиболее крупные структурные единицы системы научного знания - области и уровни научного знания. Тремя основными уровнями любой области научного знания являются эмпирический, теоретический и метатеоретический.

4. Различные уровни научного знания качественно отличны по своему содержанию (имеют собственную онтологию), и поэтому между ними отсутствует отношение логической выводимости одного уровня из другого. Каждый уровень научного знания относительно независим от других в своем функционировании и развитии. Основными формами связи различных уровней научного знания являются интерпретация и идентификация терминов одного уровня научного знания в терминах другого.

5. Основные структурные элементы эмпирического уровня знания - протокольные предложения, факты, эмпирические законы и феноменологические теории. Все эти элементы связаны между собой отношениями логической выводимости одного из другого.

6. Основными структурными элементами теоретического уровня научного знания являются: идеальные объекты, аксиомы, теретические законы и принципы, логические правила систематизации различных элементов теоретического знания (определения, методы разворачивания содержания теории, конструирование производных объектов и понятий теории из ее исходных и базовых объектов и понятий и т.д.).

7. Эмпирическое и теоретическое знание непосредственно логически не выводимы одно из другого, поэтому ни одно из них не может выступать в качестве критерия истинности для другого. Связь между ними имеет конструктивный характер и обеспечивается такими двумя процедурами, как эмпирическая интерпретация теории и теоретическая интерпретация эмпирии. Эмпирический опыт не способен ни подтвердить, ни опровергнуть никакую научную теорию саму по себе, а только некоторую теорию вместе с определенной ее эмпирической интерпретацией.

8. Важную и необходимую роль в структуре научного знания выполняет метатеоретическое знание. В его состав входит общенаучное и философское знание. Метатеоретическое знание выполняет две главные функции в науке: обоснование научных теорий и обеспечение взаимосвязи теоретического научного знания с другими когнитивными системами культуры (обыденное знание, философия, искусство, религия, здравый смысл и т.д.).

9. Наряду с общими закономерностями строения научного знания существуют также специфические, связанные с особенностями содержания, методов и функций различных областей научного знания. В частности, структуры математического, физического, технического и гуманитарного научного знания существенно отличаются между собой. Специфика структуры различных областей научного знания оказывает существенное влияние на характер закономерностей функционирования и развития этих областей знания.

37. Функции моделей в научном познании

Понятие модели. Функции моделей и их классификация

Моделирование в научных исследованиях стало применяться еще в глубокой древности и постепенно захватывало все новые области научных знаний: техническое конструирование, строительство и архитектуру, астрономию, физику, химию, биологию и даже общественные науки. Большие успехи и признание практически во всех отраслях современной науки принес моделированию XX век. Однако методология моделирования долгое время развивалась независимо в различных областях приложения. Отсутствовала единая система понятий, единая терминология. Лишь постепенно стала осознаваться роль моделирования как универсального метода научного познания.

Под моделированием понимается особая форма эксперимента, заключающаяся в исследовании объекта на его модели. Формы моделирования разнообразны и зависят от объекта и целей его изучения. Моделирование может быть предметным (например, физическое моделирование), предметно-математическим (вместо исследуемого явления изучается явление другой физической природы, описываемое теми же математическими соотношениями, что и исходное явление) и знаковым (например, математическое моделирование).

Модель (от лат. modulus - мера, образец) является представлением объекта, системы или понятия (идеи) в некоторой форме, отличной от формы их реального существования. Модель служит обычно средством, помогающим в объяснении, понимании или совершенствовании различного рода систем. Модель какого-либо объекта может быть или точной копией этого объекта (хотя и выполненной из другого материала и в другом масштабе) или отображать некоторые характерные свойства объекта в абстрактной форме.

Обычно считается, что модель — это используемый для предсказания и сравнения инструмент, позволяющий логическим путем спрогнозировать последствия альтернативных действий и достаточно уверенно указать, какому из них отдать предпочтение. Хотя такое использование моделей имеет важное значение, оно ни в коей мере не исчерпывает целей моделирования. Построение моделей также дает в руки различных специалистов и руководителей, принимающих решения, метод, повышающий эффективность их суждений и интуиции. В определенных рамках модель может служить также эффективным средством общения и осмысления действительности.

Почти все без исключения ученые утверждают, что одним из главных элементов, необходимых для эффективного решения сложных задач, является построение и соответствующее использование модели. Такая модель может принимать разнообразные формы, но одна из наиболее полезных и определенно наиболее употребительных форм — это аналитическая, выражающая посредством системы уравнений существенные черты изучаемых реальных систем или явлений. К сожалению, на практике не всегда удается создать математическую модель на основе аналитических зависимостей. При изучении большинства промышленных и транспортных систем мы можем определить цели, указать ограничения и предусмотреть, чтобы наша конструкция подчинялась техническим и (или) экономическим законам. При этом могут быть вскрыты и представлены в той или иной математической форме существенные связи в системе. В отличие от этого, решение проблем защиты от загрязнения воздушной среды, предотвращения преступлений, здравоохранения и роста городов связано с неясными и противоречивыми целями, а также с выбором альтернатив, диктуемых политическими и социальными факторами. Следовательно, определение модели должно включать в себя как количественные, так и качественные характеристики.

Функции моделей:

· познавательная (модель как средство осмысления действительности),

· коммуникативная (модель как средство общения),

· тренировочная (модель как средство обучения и тренажа),

· прогностическая (модель как средство предсказания развития событий),

· экспериментальная (модель как средство постановки экспериментов),

· управленческая (модель как средство принятия решений с целью планирования процессов и управления ими),

· метрологическая (модель как средство совершенствования измерений).

Моделирование является одним из основных методов познания, формой отражения действительности и заключается в выяснении или воспроизведении тех или иных свойств реальных объектов, предметов и явлений с помощью других объектов, процессов, явлений либо с помощью абстрактного описания в виде изображения, плана, карты, совокупности уравнений, алгоритмов и программ. Как средства осмысления реальных связей и закономерностей модели могут помочь упорядочить нечеткие или противоречивые понятия и несообразности, свойственные человеческому мышлению. Уже сама попытка представить словесные формулировки и мысли в какой-то иной форме часто выявляет противоречия и неясности. Правильно построенная модель вынуждает нас организовать наши замыслы, оценить и проверить их обоснованность.

Как средство общения правильно построенные модели помогают исследователю устранить неточности человеческого языка, предоставляя более действенные и более успешные способы общения. Преимущество модели перед словесными описаниями — в сжатости и точности представления заданной ситуации. Модель делает более понятной общую структуру исследуемого объекта и вскрывает важные причинно-следственные связи.

Модели применялись и продолжают широко применяться в качестве средств профессиональной подготовки и обучения. Часто они используются как средство обучения лиц, которые должны уметь справляться с разнообразными случайными факторами до возникновения реальной критической ситуации (например, натурные макеты или модели космических кораблей, используемые для тренировки космонавтов, тренажеры для обучения машинистов поездов и деловые игры для обучения административного персонала фирм).

Одним из наиболее важных применений моделей является прогнозирование поведения моделируемых объектов. Строить сверхзвуковой реактивный самолет для определения его летных характеристик сейчас совсем необязательно, потому что они могут быть предсказаны средствами моделирования. Моделирование может применяться задолго до того, как будет построен реальный (искусственный) объект или общественная практика столкнется с некоторым природным или социальным явлением. Несуществующие до сей поры объекты или явления моделируются, и в процессе моделирования выявляются их возможные характеристики, определяются рациональные способы их построения, оптимальные приемы управления ими и, наконец, прогнозируются критические ситуации, которые не исключены при функционировании конструируемых объектов.

Наконец, применение моделей позволяет проводить контролируемые эксперименты в ситуациях, где экспериментирование на реальных объектах было бы практически невозможным, экологически опасным или экономически нецелесообразным.

Все эти применения моделей образуют дихотомию. Иными словами, модель может служить для достижения одной из двух основных целей: либо описательной, если модель служит для объяснения и (или) лучшего понимания объекта, либо предписывающей, когда модель позволяет предсказать и (или) воспроизвести характеристики объекта, определяющие его поведение. Модель предписывающего типа обычно является также описательной, но не наоборот. Это означает, что предписывающая модель почти всегда является описательной по отношению к моделируемому объекту, но описательная модель не всегда полезна для целей планирования и проектирования. Примерами предписывающих моделей являются модели исследования операций, описательных моделей – экономические и социальные модели.