- •Глава 1. Особенности научного познания и его роль в современной цивилизации
- •Наука в техногенном мире
- •Глобальные кризисы и проблема ценности научно-технического прогресса
- •Специфика научного познания
- •Главные отличительные признаки науки
- •Научное и обыденное познание
- •Глава 2. Генезис научного познания
- •Состояние «преднауки» и развитая наука
- •Духовная революция Античности. Философия и наука
- •Идея экспериментального естествознания
- •Глава 3. Эволюция подходов к анализу науки
- •Карл Поппер и проблема демаркации
- •Концепция исследовательских программ И.Лакатоса
- •Нормальная наука Т.Куна
- •Концепция неявного знания М. Полани и многообразие научных традиций
- •Трудности и проблемы
- •Глава 4. Строение науки как традиции
- •На что похожа наука
- •Понятие куматоида
- •Социальные куматоиды и социальные эстафеты
- •Типы и связи научных программ
- •Наука и социальная память
- •Исследовательские и коллекторские программы
- •Эстафетная модель науки
- •Пути формирования науки
- •Конфликт программ и понятие модели
- •Глава 5. Новации и их механизмы
- •Типы новаций в развитии науки
- •Разнообразие новаций и их относительный характер
- •Новые методы и новые миры
- •Незнание и неведение
- •Что такое открытие?
- •Традиции и новации
- •Концепция «пришельцев»
- •Явление монтажа
- •Традиции и побочные результаты исследования
- •Движение с пересадками
- •Метафорические программы и взаимодействие наук
- •Проблема стационарности социальных эстафет
- •Глава 6. Традиции и феномен знания
- •«Третий мир» Карла Поппера
- •Знание как механизм социальной памяти
- •Строение знания и его содержание
- •Понятие репрезентатора
- •Описания и предписания
- •Репрезентация в художественном мышлении
- •Глава 7. Наука как система с рефлексией
- •Понятие рефлексирующей системы
- •Что такое научная рефлексия?
- •Сократический диалог и рефлексия
- •Аналогии с естествознанием
- •Парадоксы рефлексии и проблемаисследовательской позиции
- •Рефлексия и деятельность
- •Рефлексивная симметрия и связи научных дисциплин
- •Эпизод в становлении палеогеографии
- •Рефлексивная симметрия
- •Рефлексивная симметрия и симметрия знания
- •Предмет-предметные и программно-предметные дисциплинарные комплексы
- •Объектно-инструментальные дисциплинарные комплексы
- •История науки и кумулятивизм
- •Глава 8. Эмпирический и теоретический уровни научного исследования
- •Понятия эмпирического и теоретического(основные признаки)
- •Структура эмпирического исследования
- •Эксперименты и данные наблюдения
- •Систематические и случайные наблюдения
- •Процедуры перехода к эмпирическим зависимостям и фактам
- •Структура теоретического исследования
- •Теоретические модели в структуре теории
- •Особенности функционирования теорий. Математический аппарати его интерпретация
- •Основания науки
- •Идеалы и нормы исследовательской деятельности
- •Научная картина мира
- •Философские основания науки
- •Глава 9. Динамика научного познания
- •Взаимодействие научной картины мира и опыта
- •Картина мира и опытные факты на этапе становления научной дисциплины
- •Научная картина мира как регулятор эмпирического поиска в развитой науке
- •Формирование частных теоретических схем и законов
- •Процедуры конструктивного обоснования теоретических схем
- •Логика открытия и логика оправдания гипотезы
- •Логика построения развитых теорий в классической физике
- •Особенности формирования научной гипотезы
- •Парадигмальные образцы решения задач
- •Особенности построения развитых, математизированных теорий в современной науке
- •Применение метода математической гипотезы
- •Особенности интерпретации математического аппарата
- •Глава 10. Научные революции и смена типов научной рациональности
- •Феномен научных революций
- •Что такое научная революция?
- •Научная революция как выбор новых стратегий исследования
- •Глобальные научные революции: от классической к постнеклассической науке
- •Исторические типы научной рациональности
- •Глава 11. Предмет философии техники
- •Что такое философия техники?
- •Что такое техника?
- •Техника в исторической ретроспективе
- •Как в технике формировалось рациональное обобщение?
- •Проблема соотношения науки и техники
- •Линейная модель
- •Эволюционная модель
- •Техника науки и технические науки
- •Специфика естественных и технических наук
- •Технические науки и прикладное естествознание
- •Технические и естественные науки – равноправные партнёры
- •Фундаментальные и прикладные исследования в технических науках
- •Глава 12. Физическая теория и техническая теория. генезис классических технических наук
- •Структура технической теории
- •Теоретические схемы и абстрактные объекты технической теории
- •Эмпирическое и теоретическое в технической теории
- •Функционирование технической теории
- •Анализ и синтез схем
- •Аппроксимация теоретического описания технической системы
- •Формирование и развитие технической теории
- •Основные фазы формирования технической теории
- •Эволюционное и революционное развитие технической теории
- •Глава 13. Современный этап развития инженерной деятельности и проектированияи необходимость социальной оценки техники
- •Классическая инженерная деятельность
- •Становление инженерной профессии
- •Изобретательская деятельность
- •Инженерные исследования
- •Проектирование
- •Системотехническая деятельность
- •Этапы разработки системы
- •Фазы и операции системотехнической деятельности
- •Кооперация работ и специалистов в системотехнике
- •Социотехническое проектирование
- •Техническое изделие в социальном контексте
- •Новые виды и новые проблемы проектирования
- •Проблема оценки социальных, экологических и других последствий техники
- •Цели современной инженерной деятельности и её последствия
- •Оценка современного научно-технического прогресса: конструктивные решения
Логика построения развитых теорий в классической физике
Внауке классического периода развитые теории создавались путём последовательного обобщения и синтеза частных теоретических схем и законов.
Таким путём были построены фундаментальные теории классической физики – ньютоновская механика, термодинамика, электродинамика. Основные особенности этого процесса можно проследить на примере истории максвелловской электродинамики.
Создавая теорию электромагнитного поля Максвелл опирался на предшествующие знания об электричестве и магнетизме, которые были представлены теоретическими моделями и законами, выражавшими существенные характеристики отдельных аспектов электромасштабных взаимодействий (теоретические модели и законы Кулона, Ампера, Фарадея, Био и Савара и т. д.).
По отношению к основаниям будущей теории электромагнитного поля это были частные теоретические схемы и частные теоретические законы.
Исходную программу теоретического синтеза задавали принятые исследователем идеалы познания и картина мира, которая определяла постановку задач и выбор средств их решения.
Впроцессе создания максвелловской электродинамики творческий поиск целенаправляли, с одной стороны, сложившиеся в науке идеалы и нормы, которым должна была удовлетворять создаваемая теория (идеал объяснения различных явлений с помощью небольшого числа фундаментальных законов, идеал организации теории как дедуктивной системы, в которой законы формулируются на языке математики), а с другой стороны, принятая Максвеллом фарадеевская картина физической реальности, которая задавала единую точку зрения на весьма разнородный теоретический материал, подлежащий синтезу
иобобщению. Эта картина ставила задачу – объяснить все явления электричества и магнетизма как передачу электрических и магнитных сил от точки к точке в соответствии с принципом близкодействия.
Вместе с постановкой основной задачи она очерчивала круг теоретических средств, обеспечивающих решение задачи. Такими средствами послужили аналоговые модели и математические структуры механики сплошных сред. Фарадеевская картина мира обнаруживала сходство между передачей сил в этих качественно различных типах физических процессов и тем самым создавала основу для переброски соответствующих математических структур из механики сплошных сред в электродинамику. Показательно, что альтернативное максвелловскому направление исследований, связанное с именами Ампера и Вебера, исходило из иной картины мира при поиске обобщающей теории электромагнетизма. В соответствии с этой картиной использовались иные средства построения теории (аналоговые модели и математические структуры заимствовались из ньютоновской механики материальных точек).
Синтез, предпринятый Максвеллом, был основан на использовании уже известной нам операции применения аналоговых моделей. Эти модели заимствовались из механики сплошных сред и служили средством для переноса соответствующих гидродинамических уравнений в создаваемую теорию электромагнитного поля. Применение аналогий является универсальной операцией построения новой теории как при формировании частных теоретических схем, так и при их обобщении в развитую теорию. Научные теории не являются изолированными друг от друга, они развиваются как система, где одни теории поставляют для других строительный материал.
Аналоговые модели, которые использовал Максвелл – трубки тока несжимаемой
жидкости, вихри в упругой среде, – были теоретическими схемами механики сплошных сред.
Когда связанные с ними уравнения транслировались в электродинамику, механические величины замещались в уравнениях новыми величинами. Такое замещение было возможным благодаря подстановке в аналоговую модель вместо абстрактных объектов механики новых объектов – силовых линий, зарядов, дифференциально малых элементов тока и т. д. Эти объекты Максвелл заимствовал из теоретических схем Кулона, Фарадея, Ампера, схем, которые он обобщал в создаваемой им новой теории. Подстановка в аналоговую модель новых объектов не всегда осознаётся исследователем, но она осуществляется обязательно. Без этого уравнения не будут иметь нового физического смысла и их нельзя применять в новой области.
Ещё раз подчеркнём, что эта подстановка означает, что абстрактные объекты, транслированные из одной системы знаний (в нашем примере из системы знаний об электричестве и магнетизме) соединяются с новой структурой («сеткой отношений»), заимствованной из другой системы знаний (в данном случае из механики сплошных сред). В результате такого соединения происходит трансформация аналоговой модели. Она превращается в теоретическую схему новой области явлений, схему на первых порах гипотетическую, требующую своего конструктивного обоснования.
Особенности формирования научной гипотезы
Движение от картины мира к аналоговой модели и от неё к гипотетической схеме исследуемой области взаимодействий составляет своеобразную рациональную канву процесса выдвижения гипотезы. Часто этот процесс описывается в терминах психологии открытия и творческой интуиции. Однако такое описание, если оно претендует на содержательность, непременно должно быть сопряжено с выяснением «механизмов» интуиции. Показательно, что на этих путях исследователи сразу же столкнулись с так называемым процессом гештальт-переключения, составляющим основу интеллектуальной интуиции.
Детальный анализ этого процесса показывает, что интеллектуальную интуицию существенно характеризует использование некоторых модельных представлений, сквозь призму которых рассматриваются новые ситуации. Модельные представления задают образ структуры (гештальт), который переносится на новую предметную область и по-новому организует ранее накопленные элементы знаний об этой области (понятия, идеализации и т.
п.).
Результатом этой работы творческого воображения и мышления является гипотеза, позволяющая решить поставленную задачу.
Дальнейшее рассмотрение механизмов интеллектуальной интуиции достаточно чётко зафиксировало, что новое видение реальности, которое соответствует гештальтпереключению, формируется за счёт подстановки в исходную модель-представление (гештальт) новых элементов – идеальных объектов, и это позволяет сконструировать новую модель, задающую новое видение исследуемых процессов.
Гештальт здесь является своего рода «литейной формой», по которой «отливается модель».
Такое описание процедур генерации гипотезы соответствует исследованиям по психологии открытия. Но процесс выдвижения научных гипотез можно описывать и в терминах логико-методологического анализа. Тогда выявляются его новые важные аспекты.
Во-первых, ещё раз отметим то обстоятельство, что сам поиск гипотезы не может быть сведён только к методу проб и ошибок; в формировании гипотезы существенную роль играют принятые исследователем основания (идеалы познания и картина мира), которые целенаправляют творческий поиск, генерируя исследовательские задачи и очерчивая область средств их решения.
Во-вторых, подчеркнём, что операции формирования гипотезы не могут быть перемещены целиком в сферу индивидуального творчества учёного. Эти операции становятся достоянием индивида постольку, поскольку его мышление и воображение формируется в контексте культуры, в которой транслируются образцы научных знаний и образцы деятельности по их производству. Поиск гипотезы, включающий выбор аналогий и подстановку в аналоговую модель новых абстрактных объектов, детерминирован не только исторически сложившимися средствами теоретического исследования. Он детерминирован также трансляцией в культуре некоторых образцов исследовательской деятельности (операций, процедур), обеспечивающих решение новых задач. Такие образцы включаются в состав научных знаний и усваиваются в процессе обучения. Т. Кун справедливо отметил, что применение уже выработанных в науке теорий к описанию конкретных эмпирических
ситуаций основано на использовании некоторых образцов мысленного экспериментирования с теоретическими моделями, образцов, которые составляют важнейшую часть парадигм науки.
Кун указал также на аналогию между деятельностью по решению задач в процессе приложения теории и исторически предшествующей ей деятельностью по выработке исходных моделей, на основе которых затем решаются теоретические задачи.
Подмеченная Куном аналогия является внешним выражением весьма сложного процесса аккумуляции, свёртки в наличном составе теоретических знаний деятельности по производству этих знаний.
Парадигмальные образцы работы с теоретическими моделями возникают в процессе формирования теории и включаются в её состав как набор некоторых решённых задач, по образу и подобию которых должны решаться другие теоретические задачи. Трансляция теоретических знаний в культуре означает также трансляцию в культуре образцов деятельности по решению задач. В этих образцах запечатлены процедуры и операции генерирования новых гипотез (по схеме: картина мира – аналоговая модель – подстановка в модель новых абстрактных объектов). Поэтому при усвоении уже накопленных знаний (в процессе формирования учёного как специалиста) происходит усвоение и некоторых весьма общих схем мыслительной работы, обеспечивающих генерацию новых гипотез.
Трансляция в культуре схем мыслительной деятельности, обеспечивающих генерацию гипотез, позволяет рассмотреть процедуры такой генерации, абстрагируясь от личностных качеств и способностей того или иного исследователя. С этой точки зрения можно говорить о логике формирования гипотетических моделей как моменте логики формирования научной теории.
Наконец, в-третьих, резюмируя особенности процесса формирования гипотетических моделей науки, мы подчёркиваем, что в основе этого процесса лежит соединение абстрактных объектов, почерпнутых из одной области знания, со структурой («сеткой отношений»), заимствованной в другой области знания. В новой системе отношений абстрактные объекты наделяются новыми признаками, и это приводит к появлению в гипотетической модели нового содержания, которое может соответствовать ещё не исследованным связям и отношениям предметной области, для описания и объяснения которой предназначается выдвигаемая гипотеза.
Отмеченная особенность гипотезы универсальна. Она проявляется как на стадии формирования частных теоретических схем, так и при построении развитой теории.
В процессе создания теории электромагнитного поля эта особенность формирования новых теоретических смыслов проявилась уже на самых первых этапах максвелловского исследования. Максвелл начал теоретический синтез с поиска обобщающих законов электростатики. Для этой цели он использовал гидродинамическую аналогию трубок тока идеальной, несжимаемой жидкости. Заместив эти трубки электрическими силовыми линиями, он сконструировал гипотетическую схему электростатических взаимодействий, а уравнения Эйлера представил как описание поведения электрических силовых линий. При подстановке абстрактных объектов, заимствованных из фарадеевой модели электростатической индукции, в аналоговую модель эти объекты (силовые линии) погружались в новую сеть связей, благодаря чему наделялись новыми признаками – электрические силовые линии предстали как оторванные от порождающих их зарядов. Потенциально здесь содержалось новое, хотя на первых порах и гипотетическое,
представление об электрическом поле (вводилась идеализация поля, существующего относительно независимо от порождающих его зарядов).
Представление о самостоятельном бытии электрических силовых линий могло превратиться из гипотезы в теоретическое утверждение только в случае, если новый признак силовых линий получил бы конструктивное обоснование. Доказательство правомерности этого признака в принципе было несложным делом, если учесть возможность следующего мысленного эксперимента с фарадеевской схемой электростатической индукции. В этой схеме силовые линии изображались как возникающие в идеализированном диэлектрике, ограниченном идеальными заряженными пластинами, и зависели от величины заряда на пластинах (идеальный конденсатор). Мысленное варьирование зарядов на обкладке идеального конденсатора и констатация того факта, что вместе с этим то убывает, то прибывает электрическая энергия в диэлектрике, позволяли совершить предельный переход к случаю, когда вся электрическая энергия сосредоточена в диэлектрике. Это соответствовало представлению о наборе силовых линий, существующих и тогда, когда устранены порождающие их заряды. Теперь уже силовые линии, «оторванные» от зарядов, оказались идеализацией, опирающейся на реальный опыт.
Это новое содержание теоретической схемы было объективировано благодаря её отображению на картину исследуемой реальности, предложенную Фарадеем и принятую Максвеллом. В эту картину вошло представление об электрическом поле как особой самостоятельной субстанции, которая имеет тот же статус объективного существования, что и заряженные тела. Впоследствии эта идея самостоятельного, не привязанного к зарядам, бытия электрического поля помогла Максвеллу в интерпретации завершающих уравнений, когда возникло представление о распространении электромагнитных волн.