Формы научного познания

Научное познание

Человек с самого момента своего появления на свет стремится познать мир. Делает он это разнообразными путями. Одним из самых верных способов сделать происходящее в мире понятным и открытым является научное познание. Поговорим о том, чем же оно отличается, например, от ненаучного познания.
       Самая первая особенность, которой обладает научное познание – это его объективность. Человек, приверженный к научным взглядам, понимает, что все в мире развивается независимо от того, нравится нам это или нет. Частные мнения и авторитеты ничего с этим поделать не могут. И это замечательно, потому что невозможно себе представить иную ситуацию. Мир бы просто оказался в хаосе и вряд ли смог бы существовать.
       Другое отличие научного познания – это направленность его результатов в будущее. Не всегда научные открытия дают сиюминутные плоды. Многие из них подвергаются сомнения и гонениям со стороны личностей, которые не хотят признать объективности явлений. Проходит огромное количество времени, пока истинное научное открытие признается состоявшимся. Далеко ходить за примерами не надо. Достаточно вспомнить судьбу открытий Коперника и Галилео Галилея относительно тел солнечной Галактики.
Научное и ненаучное познание всегда находились в противоборстве и это определило еще одну особенность научного познания. Оно обязательно проходит такие этапы, как наблюдение, классификация, описание, эксперимент и объяснение изучаемых естественных явлений. Другим видам эти этапы не присущи вовсе или же они присутствуют в них разрозненно.
Научное познание и научное знание имеют два уровня: эмпирический и теоретический. Эмпирическое научное познание заключается в исследовании фактов и законов, устанавливаемых путем обобщения и систематизации тех результатов, которые получаются путем наблюдений и экспериментов. Эмпирическим способом выявлены, например, закон Шарля о зависимости давления газа и его температуры, закон Гей-Люссака о зависимости объема газа и его температуры, закон Ома о зависимости силы ток от его напряжения и сопротивления.
       А теоретическое научное познание более абстрактно рассматривает естественные явления, потому что имеет дело с объектами, которые в обычных условиях наблюдать и изучать невозможно. Таким путем были открыты: закон о всемирном тяготении, о превращении одного вида энергии в другую и его сохранении. Так развивается электронная и генная инженерия. Этот вид познания основан на построении в тесной связи друг с другом принципов, понятий, теоретических схем и логических следствий, вытекающих из исходных утверждений.
       Научное познание и научное знание добываются в ходе наблюдений и экспериментов. Эксперимент отличается от наблюдения тем, что у ученого появляется возможность изолировать изучаемый предмет от внешнего воздействия, окружая его специальными, искусственно созданными условиями. Эксперимент может существовать и в мысленном виде. Это происходит тогда, когда невозможно изучать объект из-за дороговизны и сложности требуемого оборудования. Тут используется научное моделирование, в ход пускается творческое воображение ученого, который выдвигает гипотезы.

Научное и ненаучное познание всегда шагают рядом. И хотя они, чаще всего, находятся в противоборстве, нужно сказать о том, что первое невозможно без второго. Нельзя представить себе современную науку без пытливого народного ума, который придумывал мифы, изучал явления в ходе жизненной практики, оставил нашему поколению бесценную копилку народных мудростей, в которых заключен здравый смысл, помогающий нам руководствоваться в жизни. Большая роль в познании мира отводится и предметам искусства. Насколько разнообразна жизнь, настолько многообразны и способы познания ее законов.

Формы научного познания

Под формой научного познания понимают способ организации содержания и результатов познавательной деятельности. Для эмпирического исследования такой формой является факт, а для теоретического – гипотеза и теория.
       Научный факт – это результат наблюдений и экспериментов, который устанавливает количественные и качественные характеристики объектов. Работа ученого на 80% состоит в наблюдениях над интересующим объектом с целью установления его устойчивых, повторяющихся характеристик. Когда исследователь убедится в том, что при соответствующих условиях объект всегда выглядит строго определенным образом, он подкрепляет этот результат с помощью эксперимента и, в случае подтверждения, формулирует научный факт. Например: тело, если оно тяжелее воздуха, будучи подброшенным вверх, обязательно упадет вниз.
       Таким образом, научный факт – это нечто данное, установленное опытом и фиксирующее эмпирическое знание. В науке совокупность фактов образует эмпирическую основу для выдвижения гипотез и создания теория. Познание не может ограничиться фиксированием фактов, потому что это не имеет смысла: любой факт должен быть объяснен. А это уже задача теории.
       Широко известен пример с яблоком Ньютона, падение которого на голову знаменитого ученого побудило последнего к объяснению этого события и привело, в конечном итоге, к созданию теории гравитации.
       Теоретический уровень научного исследования начинается с выдвижения гипотез. С греческого гипотеза переводится как предположение. В качестве формы теоретического знания гипотезу определяют как предположительное знание, которое удовлетворительно объясняет эмпирические факты и не вступает в противоречие с основополагающими научными теориями. Гипотеза выдвигается для решения конкретной научной проблемы и должна удовлетворять определенным требованиям. К числу таких требований относятся релевантность, проверяемость, совместимость с существующим научным знанием, наличие объяснительных и предсказательных возможностей и простота.
       Релевантность (от англ. relevant – уместный, относящийся к делу) гипотезы характеризует её отношение к фактам, для объяснения которых она создается. Если факты подтверждают или опровергают гипотезу, она считается релевантной.
Проверяемость гипотезы предполагает возможность сопоставления её результатов с данными наблюдений и экспериментов. Имеется в виду именно возможность такой проверки, а не требование обязательного её проведения. Многие гипотезы современной науки оперируют ненаблюдаемыми объектами, что требует совершенствования экспериментальной техники для их проверки. Те гипотезы, которые нельзя проверить в настоящее время, возможно будут проверены позже, с появлением более совершенных экспериментальных средств и методов.
       Совместимость гипотез с существующим научным знанием означает, что она не должна противоречить установленным фактам и теории. Это требование относится к нормальному периоду в развитии науки и не распространяется на периоды кризисов и научных революций.
Объяснительная сила гипотезы состоит в количестве дедуктивных следствий, которые из неё можно вывести. Если из двух гипотез, претендующих на объяснение одного и того же факта, выводится разное количество следствий, то, соответственно, они обладают разными объяснительными возможностями. К примеру, гипотеза Ньютона об универсальной гравитации не только объясняла факты, обоснованные до этого Галилеем и Кеплером, но и дополнительное количество новых фактов. В свою очередь, те факты, которые остались за пределами объяснительных возможностей ньютоновской теории гравитации, были позже объяснены в общей теории относительности А. Эйнштейна.
Предсказательная сила гипотезы заключается в количестве событий, вероятность которых она в состоянии предугадать.
Критерий простоты гипотезы относятся к ситуациям, когда конкурирующие научные гипотезы удовлетворяют всем вышеуказанным требованиям и, тем не менее, нужно делать выбор в пользу одной из них. Серьёзным доводом может служить простота. Она предполагает, что одна гипотеза содержит меньше число посылок для выведения следствий, чем другая.
Выдвижение новых гипотез и их обоснование представляют очень сложный творческий процесс, в котором решающую роль играют интуиция и научная квалификация ученого. Какого-то определенного алгоритма в этом деле не существует. Общеизвестно, что большая часть научного существует в форме гипотез.
       Закон – следующая форма существования научного знания, в которую трансформируются гипотезы в результате всестороннего обоснования и подтверждения. В законах науки отражаются устойчивые, повторяющиеся, существенные связи между явлениями и процессами реального мира. В соответствие с принятой двухступенчатой структурой научного познания выделяют эмпирические и теоретические законы.
       На эмпирической стадии развития науки устанавливаются законы, в которых фиксируются связи между чувственно воспринимаемыми свойствами объектов. Такие законы называются феноменологическими (от греч. phainomenon – являющееся). Примерами таких законов могут служить законы Архимеда, Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и другие, в которых выражаются функциональные связи между различными свойствами жидкостей и газов. Но такие законы многое не объясняют. Тот же закон Бойля-Мариотта, утверждающий, что для данной массы газа, при постоянной температуре, давление на объем является постоянной величиной, не объясняет, почему это так. Подобное объяснение достигается с помощью теоретических законов, которые раскрывают глубокие внутренние связи процессов, механизм их протекания.
Эмпирические законы можно назвать количественными, а теоретические – качественными законами.
       По степени общности законы подразделяют на универсальные и частные. Универсальные законы отображают всеобщие, необходимые, повторяющиеся и устойчивые связи между всеми явлениями и процессами объективного мира. Примером может служить закон теплового расширения тел, выражаемый с помощью предложения: «Все тела при нагревании расширяются». Частные законы либо выводятся из универсальных законов, либо отображают законы ограниченной сферы действительности. Примером могут служить законы биологии, описывающие функционирование и развитие  живых организмов.
С точки зрения точности предсказаний различают статистические и динамические законы. Динамические законы имеют большую предсказательную силу, поскольку абстрагируются от второстепенных и случайных факторов. Предсказания статистических законов носят вероятностный характер. Это законы демографии, статистики населения, экономики и другие, которые имеют дело с множеством случайных и субъективных факторов. Вероятностно-статистический характер имеют и некоторые природные законы, в первую очередь – законы микромира, описываемые в квантовой механике.
       Теоретические законы составляют ядро научной теории – высшей формы организации научного знания. Теория представляет собой систему базовых, исходных понятий, принципов и законов, из которых по определенным правилам могут быть выведены понятия и законы меньшей степени общности. Она появляется в результате длительного поиска научных фактов, выдвижения гипотез, формулирования вначале простейших эмпирических, а затем – фундаментальных теоретических законов.
       Наука чаще всего оперирует не реальными объектами, а их теоретическими моделями, которые допускают такие познавательные процедуры, которые невозможны с реальными объектами.
       В зависимости от формы идеализации различают описательные теории, в которых осуществляется описание и систематизация обширного эмпирического материала, математизированные теории, в которых объект выступает в виде математической модели и дедуктивные теоретические модели.
       По степени точности предсказаний теории бывают детерминистские и стохастические. Первые отличаются точностью и достоверностью предсказаний, но, в силу сложности многих явлений и процессов в мире и наличия значительной доли неопределенности, применяются редко.
       Стохастические теории дают вероятные предсказания, основанные на изучении случайностей. Теории естественнонаучного типа называют позитивными, поскольку их задачей является объяснение фактов. Если же теория ставит своей целью не только объяснение, но и понимание объектов и событий, её называют нормативной. Она имеет дело с ценностями, которые не могут быть научными фактами в классическом смысле этого слова. Поэтому часто высказываются сомнение в научном статусе философских, этических, социологических теорий.