Формирование и функционирование научных понятий

Научные понятия часто приходят в науку из повседневности (как, например, в физике: сила, работа и т.п.). Однако в научном контексте они

приобретают специфический и уточнённый смысл. Формирование поня­тий в науке является не произвольным процессом, а целенаправленной деятельностью, которая должна привести к получению полноценного на­учного понятия.

В отличие от ненаучного употребления понятий, при котором обычно довольствуются тем минимумом содержания, которое достаточно для взаимного понимания собеседников, в науке при формировании понятия стараются зафиксировать наиболее существенные, важнейшие свойства, отношения и закономерные связи изучаемого предмета. В ходе научного познания учёные улучшают свои знания о том, что же является наиболее существенным в том или ином явлении. Поэтому представляется возмож­ным судить о том, насколько плодотворным и полезным оказалось введе­ние того или иного понятия. Иными словами, научная практика выступа­ет критерием правильности научных понятий.

Формирование научных понятий — сложный процесс. В его основе лежит множество взаимосвязанных логико-методологических процедур, таких как абстрагирование, идеализация, индуктивное обобщение, мыс­ленное конструирование, выдвижение гипотез и др. Наука стремится к такому содержанию понятий, которое было бы не просто неупорядочен­ной совокупностью признаков, а представляло бы собой связную логи­ческую систему, концептуальное единство. Это, в частности, убедительно продемонстрировал Э. Кассирер. Он показал, что образование абстракт­ных понятий в науке идёт не путём простого «отбрасывания» несуществен­ных признаков (с «обеднением» понятийного содержания), а опирается на некий интеллектуальный замысел. Научное понятие, по Э. Кассиреру, со­держит в себе какой-либо продуктивный принцип, логический проект, т.е. некоторое порождающее отношение, которое приводит к систематическо­му единству класса именуемых им предметов (скажем, понятие числа опи­рается на определённый принцип конструирования того или иного число­вого ряда как концептуальной структуры¹).

В естественных науках формирование понятия подчиняется важнейше­му требованию операционализации. Операционализация понятия состоит в выяснении и уточнении того, какими способами возможно оперировать данным понятием и той сущностью, которая предполагается этим поняти­ем: проверить её наличие, измерить или определить ее градации и сте­пени, выяснить её отношения с другими сущностями. Историческим примером здесь может служить достижение Дж. Дальтона. Гипотеза атомного строения вещества была в ходу и до него, однако лишь Дальтон

' Кассирер Э. Познание и действительность. СПб., 1912. С. 42-93.

смог операционализировать понятие «атом», связав его с понятием атомного весам введя в науку процедуру измерения последнего. Общей тенденцией естествознания является избавление от неоперационализируемых, т.е. от неэффективных, понятий. Требование операционализа­ции известно в разных вариантах, например как «принцип наблюдае­мости», сформулированный В. Гейзенбергом. В ряде гуманитарных наук (в тех направлениях, которые используют соответствующие рацио­нализирующие стратегии) требование операционализации тоже является важным регулятивом.

Поскольку содержание понятия оставляет широкий спектр возможно­стей его уточнения, то учёные пользуются определённой свободой фор­мирования и использования научных понятий. Не следует представлять научное мышление как предписанное «школьной логикой» безукоризнен­но правильное оперирование точными понятиями с выверенными объёмом и содержанием. Научное познание — это творческая деятельность, которая опирается в т. ч. на интуицию и выдвижение смелых гипотез.

Так, формирование научных понятий не следует представлять себе только как процесс фиксации того, что уже известно. Часто понятия вы­ступают инструментом исследовательского поиска. В этом случае поня­тия вводятся как имена гипотетических сущностей, а вопрос о существо­вании этих сущностей и их возможных свойствах становится научной задачей. Существование некоторых гипотетических объектов впослед­ствии оказывается подтверждённым (например, нейтрино, позитрон). Дру­гие же, наоборот, могут быть впоследствии отброшены как неадекватные (скажем, теплород), но это не является свидетельством ошибочности само­го метода введения гипотетических понятий. Ведь главная функция науч­ного понятия — способствовать дальнейшему научному продвижению.

Кроме того, понятия не обязательно должны появляться в научном обиходе как сразу максимально уточнённые. История науки показывает, что неточные, предварительные понятия, фигурирующие на первых поpaх становления какой-то научной концепции, тоже стимулируют научное продвижение. Улучшение общего уровня знаний в какой-либо научной области и успех в уточнении первоначального понятия — это две стороны одного и того же процесса. Но даже при успешном продвижении остаются специфические проблемы, связанные с логическими свойствами научных понятий. Так, не стоит рассчитывать, что возможно добиться предельно ясного и полного определения в отношении любого научного понятия, особенно если это касается т.н. теоретических терминов. Проб­лема точного содержания теоретических терминов достаточно сложна, она будет подробнее рассмотрена в § 1.4. Как подчёркивает Р. Карнап, для теоретических терминов вообще не могут быть сформулированы такие

оке удовлетворительные определения, как для терминов более эмпири­ческого, наблюдаемого плана. Их определение через наблюдаемые харак­теристики может быть только частичным.

Формирование научного понятия часто является важнейшим событи­ем, крупным достижением в той или иной научной области. Примером может служить ситуация в физике в первые десятилетия XIX в. В это вре­мя физика «нащупывала» понятие энергии. Считалось, что существует некий фактор, который может выступать в виде движения, электричества, теплоты, магнетизма и т.п. Считалось также, что эти формы могут пере­ходить друг в друга. Но для того чтобы превратить эту смутную идею в научное понятие, требовалось решить ряд проблем. Прежде всего, требо­валось найти общую меру этого искомого единого фактора. Неясная идея единства природных сил подогревала фантазии натурфилософов, выдви­гавших различные умозрительные версии. Интеллектуальный прорыв на­ступил лишь в 40-е гг. XVIII в., когда с разных сторон была показана воз­можность отождествить и измерить то, что содержится в различных феноменах. Наконец, в 1853 г. В. Томсон (лорд Кельвин) сформулировал окончательное определение энергии. Понятие энергии и связанный с ним закон сохранения энергии вскоре стали фундаментом естествознания.

Систематизирующий эффект понятия сказывается в том, что новое введённое в науку понятие может «элегантным» образом обобщить неза­висимые до этого фрагменты знаний, обеспечить схождение различных областей в единую теорию. Подобный теоретический синтез всегда явля­ется крупным успехом науки.

В ходе научного продвижения изменяются и научные понятия, ведь понятие соответствует текущему, достигнутому наукой уровню знаний и представлений. Будучи результатом пройденного периода развития, по­нятие является концептуальной опорой и инструментом для дальнейшего движения. Рост научного знания приводит к переосмыслению содержа­ния исходных понятий, к переопределению сферы их применимости. В итоге может потребоваться переход к новому понятию. Поэтому динамика на­уки включает в себя траекторию сменяющих друг друга понятий. В неко­тором смысле история науки есть история ее понятий.

1.2. Научный закон

Научный закон — важнейшая составляющая научного знания. Науч­ный закон репрезентирует знание в предельно концентрированном виде. Однако не следует сводить цель научной деятельности вообще лишь к установлению научных законов, ведь есть и такие предметные области (прежде всего это касается гуманитарных наук), где научное знание про-

³ - 1410 Ушаков 65

изводится и фиксируется в других формах (например, в виде описаний или классификаций). Кроме того, научное объяснение, как мы будем го­ворить дальше (§ 1.3), возможно не только на основе закона: существует целый спектр различных видов объяснений. Тем не менее именно науч­ный закон в его лаконичной формулировке производит самое сильное впечатление и на самих учёных, и на широкие круги представителей вненаучной деятельности. Поэтому научный закон нередко выступает сино­нимом научного знания вообще.

Закон входит в состав теории, в общий теоретический контекст. Это означает, что формулировка закона осуществляется в специальном языке той или иной научной дисциплины и опирается на базисные положения в виде совокупности тех условий, при которых закон выполняется. То есть закон, несмотря на свою краткую формулировку, является частью це­лой теории и не может быть вырван из своего теоретического контекста. Он не может быть приложен к практике непосредственно, без окружающей его теории, а также, как это часто бывает, требует для своих приложений нали­чия определённых промежуточных теорий, или «теорий среднего уровня». Иными словами, научный закон не является непосредственным продуктом, всегда готовым к употреблению для любого пользователя.

Определение и характеристика научного закона

Что такое научный закон? Это научное утверждение, имеющее уни­версальный характер и описывающее в концентрированном виде важ­нейшие аспекты изучаемой предметной области.

Научный закон как форму научного знания можно охарактеризовать с двух сторон:

1) со стороны объективной, онтологической. Здесь необходимо выя­вить то, какие черты реальности схватываются в законе;'

2) со стороны операционально-методологической. Здесь необходимо выявить, каким образом учёные приходят к познанию закона, к формули­ровке законоподобного утверждения;

Перейдём к рассмотрению этих двух сторон научного закона.

Объективная (онтологическая) сторона научного закона.

С объективной стороны, т.е. со стороны референта теории, научным законом называют устойчивое, сущностное отношение между элемента­ми реальности.

Устойчивость отношения означает то, что данное отношение стабиль­но, повторяемо, воспроизводимо в данных неизменяемых условиях.

Сущностность закона означает то, что отношение, описываемое зако­ном, отражает не какие-то случайные, наугад схваченные свойства описы­ваемых объектов, а наоборот, самые важные — те, которые определяют или

структуру этих объектов, или характер их поведения (функционирования) и вообще тем или иным способом объясняют сущность изучаемого явле­ния. Референт теории, включающей законы, — это не единичный объект, а некоторая (возможно, бесконечная) совокупность объектов, взятая под углом зрения универсальности; поэтому закон формулируется не для еди­ничного явления, а относится к целому классу подобных объектов, объеди­нённых в этот класс определёнными свойствами.

Таким образом, закон фиксирует существенные инвариантные соотно­шения, универсальные для той или иной предметной области.

Что такое универсальность закона

Универсальность закона сама по себе является достаточно сложным качеством. Г.И. Рузавин говорит о трёх смыслах универсальности. Пер­вый смысл — универсальность, задаваемая самим характером понятий, входящих в закон. Разумеется, существуют различные уровни общности научных понятий. Поэтому и законы могут быть упорядочены по призна­ку общности как более универсальные (фундаментальные) и менее универ­сальные (производные). Второй смысл универсальности касается прост­ранственно-временной общности. Утверждение является универсальным в этом смысле, если оно применяется к объектам независимо от их прост­ранственного и временного положений. Поэтому геологические законы не могут быть названы универсальными в этом смысле, т.к. характеризуют именно земные явления. В этом случае можно говорить об универсально­сти более низкого уровня: региональной и даже локальной (или индиви­дуальной). Наконец, третий смысл связан с логической формой законоподобных утверждений — с использованием в формулировке закона специального логического оператора, позволяющего высказываться о каком-либо «объек­те вообще». Такой оператор называется квантором. В универсальных утверждениях используется либо квантор всеобщности (для всех объектов вида А имеет место...), либо квантор существования (существует некий объект вида А, для которого имеет место...). При этом законы более низкого уровня универсальности используют квантор существования, а законы фун­даментальные — квантор всеобщности¹.

Кроме того, универсальность научного закона выражается в том, что, описывая сущностные аспекты того или иного явления, он относится не­посредственно не столько к имеющим место явлениям, сколько к универ­сальным потенциальным ситуациям, которые могут реализоваться при выполнении соответствующих условий. Иными словами, закон как бы преодолевает сферу того, что актуально существует. Так, К. Поппер об-

¹ Рузавин Г.И. Методы научного познания. М, 1974. С. 168-171.

ращает внимание на такую особенность научных универсальных утверж­дений: они характеризуют потенциальный план реальности, объектив­ную предрасположенность к тому или иному явлению при наличии соот­ветствующих условий (такие утверждения называют диспозициями). Универсальные утверждения, играющие роль научных законов, являют­ся, по К. Попперу, описаниями не столько реально наблюдаемых единич­ных явлений, сколько потенций, предрасположенностей¹.

Поскольку в законе должна фиксироваться именно сущностная уни­версальность, встаёт вопрос о том, как отличить подлинные законы от случайных обобщений, лишь по видимости имеющих законоподобную форму. (Например, утверждение «все яблоки в этом холодильнике крас­ные» может оказаться истинным, не будучи научным законом.) В целом этот вопрос пока недостаточно прояснён. Но следует отметить важный вклад американского философа и логика Н. Гудмена. Он тоже обращает внимание на потенциальный характер законов. И. Гудмен называет в ка­честве специфического свойства научных законов то, что из них могут быть выведены условные (или контрфактические) предложения, т.е. те, которые описывают не фактическое положение дел, а то, что может или могло бы произойти в определённых обстоятельствах. Например, «если бы не мешало трение, этот камень продолжал бы катиться дальше» — это условное высказывание, опирающееся на закон инерции. Напротив, те суж­дения, которые отражают лишь случайные свойства какого-либо объекта, не могут служить основанием для выведения из них контрфактических суждений².

Операционально-методологическая сторона научного закона

С операциональной стороны закон можно рассматривать как хорошо подтверждённую гипотезу. Действительно, к признанию закона мы при­ходим после выдвижения какой-то гипотезы, имеющей универсальный характер, обладающей способностью объяснить обширный ряд эмпири­ческих данных и схватывающей существенные черты этих единичных фактов. После проведения каких-то процедур верификации научное сооб­щество принимает данную гипотезу как подтверждённую и способную фигурировать в роли научного закона.

Однако следует отметить, что то свойство закона, которое называют универсальностью, приводит к известным трудностям, ведь универсаль­ность предполагает, что мы можем применить закон к неограниченному классу однородных явлений. Но само обоснование гипотезы всегда опира-

¹ Поппер К. Логика и рост научного знания. М, 1983. С. 328-320.

² Гудмен Н. Способы создания миров. М., 2001. С. 14-36.

ется на конечное число наблюдений, эмпирических данных. Как же про­исходит переход от конечного эмпирического базиса к теоретическому заключению о бесконечном числе приложений? Далее, где истоки катего­ричности в формулировке научного закона? Вправе ли мы говорить, напри­мер, что «все тела непременно расширяются при нагревании»?

Это давняя проблема для теории познания и философии вообще. Су­щественный вклад в её прояснение внесли Д. Юм и И. Кант. Так, Д. Юм показал, что из наблюдения единичных явлений мы не можем получить логически корректного вывода о необходимой связи тех или иных явле­ний, лежащей в их основе. Это означает, что при формулировании утверждения, носящего универсальный характер, мы делаем нечто боль­шее, чем просто описание наблюдаемой регулярности. Причём это добав­ление не является выведенным логически из ряда эмпирических данных. Иными словами, у нас нет надёжных логических оснований для перехода от единичных наблюдений к постулированию необходимых связей между ними.

Кант же идёт дальше отрицательных результатов Д. Юма. И. Кант по­казывает, что человеческий разум всегда при выдвижении тех или иных универсальных положений, или законов, сам «навязывает» природе тот или иной закон, подобно законодателю, т.е. всегда занимает активную по­зицию относительно эмпирического базиса. Мы не просто регистрируем закономерность, которая проглядывает через эмпирические данные, хотя порой именно так кажется, настолько естественно работа учёного выгля­дит как считывание данных и их простое обобщение. Нет, на самом деле учёный всегда выдвигает далекоидущее суждение, принципиально пре­восходящее возможности проверки и базирующееся на ряде предпосылае­мых допущений о постоянстве природы и т.п. Это суждение априорно предвосхищает бесконечный ряд случаев, который заведомо никогда не может быть весь исследован.

Разумеется, при выдвижении законоподобной гипотезы возникает вопрос о различного рода необходимостях, но они носят уже не всеобще-логический характер, а более специальный, содержательный. Так, гово­рят о физической необходимости, о причинной (или каузальной) необхо­димости; эти оттенки употребления термина «необходимость» изучаются и уточняются в современной модальной логике.

Понятие научного закона — анахронизм?

Некоторые современные философы науки утверждают, что само поня­тие закона является в настоящее время не совсем удачным. Оно отсылает нас к метафизике XVII-XVIII вв., когда под законом понималось нечто абсолютное, безусловное, присущее природе с логической необходимо-

стью. Сегодня мы далеко отошли от такой метафизики. Так, например, говорит Б. ван Фраассен в книге «Законы и симметрия» (1989)'. Он под­нимает ряд важных проблем, касающихся статуса законов в современной науке. Известная работа Нэнси Кэртрайт «Как лгут законы физики» (1983)² вскрывает тот сложный контекст, в котором работают научные законы. Так, учёные вместе с научными законами вводят сильные идеали­зирующие допущения, заведомо упрощают ситуацию (в т.ч. отходят от сугубо фактической истинности самой по себе). То есть использование закона в научной деятельности включено в достаточно сложную практику.

Думается, что все же отказываться в научной практике от устоявшегося понятия научного закона не стоит. Однако на современном уровне развития науки мы действительно понимаем под законами не столько безусловные за­коны природы в традиционном метафизическом смысле, сколько особые теоретические конструкции, находящиеся в сложном контексте абстрактных объектов и абстрактных связей, идеализации, мысленных моделей и т.п.

Научные законы — это эффективные теоретические конструкции, вы­полняющие в научном знании ряд важнейших функций.