Структура научной теории

Теоретическое знание есть результат деятельности не рассудка, а разума. Деятельность разума направлена не вовне сознания, не на его контакт с внешним бытием, а вовнутрь сознания, на внутренне присущее развертывание своего собственного содержания. Это свободное когнитивное творчество. Наряду с интеллектуальной интуицией основной логической операций теоретического мышления в науке является идеализация, целью и результатом которой является создание (конструирование) особого типа предметов – так называемых идеальных объектов. Мир (множество) такого рода объектов и образует собственную онтологическую основу (базис) теоретического научного знания в отличие от эмпирического знания.

Научная теория есть логически организованное множество высказываний о конкретном классе идеальных объектов, их свойствах, отношениях, изменениях.

Геометрическая точка, линия, плоскость в математике; инерция, абсолютное пространство и время, абсолютно упругая, несжимаемая жидкость, математический маятник, абсолютно черное тело в физике; страты общества, общественно-экономическая формация, цивилизация в социологии; логическое мышление, логическое доказательство в логике. Вот всего несколько примеров.

Как создаются идеальные объекты в науке и чем они отличаются от абстрактных эмпирических объектов?

Обычно идеализация трактуется, как только как предельный переход от свойств эмпирических объектов к экстремумным логически возможным значениям их интенсивности (0 или 1). Геометрическая точка – нуль, размерность пространственного измерения эмпирических объектов по мере уменьшения их размера, линия – бесконечный непрерывный континуум последовательности (соседства) геометрических точек, абсолютно черное тело – объект, способный полностью (на 100%) поглощать падающую на него световую энергию.

Что характерно для таких предельных переходов при создании идеальных объектов? Три существенных момента, пишет В.В.Ильин.

Первый. Исходным пунктом движения мысли является эмпирический объект, его определенные свойства и отношения.

Второй. Само мысленное движение заключается в количественном усилении степени интенсивности «наблюдаемого» свойства до максимально возможного предельного значения.

Третий. Это самый главный момент. В результате, казалось бы, чисто количественного изменения, мышление создает качественно новый (чисто мысленный объект), который обладает свойствами, которые уже принципиально не могут быть наблюдаемы (безразмерность точек, абсолютная прямизна и однородность прямой линии, актуально бесконечные множества). Идеальные объекты конструируются из эмпирических объектов путем добавления к ним таких новых свойств, которые делают идеальные объекты принципиально ненаблюдаемыми и имманентными элементами сферы мышления.

Однако существует и более простой способ конструирования идеальных, чисто мысленных объектов. Это введение их по определению, просто исходя из потребностей самого теоретического мышления, для решения чисто теоретических или логических проблем. Этот способ конструирования идеальных объектов получил распространение в основном в математике после принятия неевклидовых геометрий. Когда современную математику определяют как науку об абстрактных структурах или о «возможных мирах», то имеют в виду именно то, что ее предметом являются идеализированные объекты, вводимые чистым мышлением по определению.

Тогда первый тип идеализированных объектов мы конструируем мышлением с помощью «предельного перехода» от эмпирических абстрактных объектов (это теоретическое естествознание социально-гуманитарные и технические теоретические дисциплины). Второй тип идеализированных объектов получается просто по определению, без всякой непосредственной опоры на конкретное эмпирическое знание (это математика, прежде всего).

Зачем вводятся в науку идеальные объекты? Уже Э.Мах полагал, что главной целью научных теорий является их способность экономно репрезентировать (представлять) всю имеющуюся эмпирическую информацию об определенной предметной области. Способом реализации данной цели может быть построение таких логических моделей эмпирии, когда из относительно небольшого числа допущений выводилось бы максимально большое число эмпирически проверяемых следствий. Введение идеальных объектов и является той платой, которую мышлению приходится платить за выполнение указанной цели. С точки зрения Маха, это связано с тем, что в самой объективной действительности никакой формально-логической взаимосвязи между ее законами, свойствами и отношениями нет.

Логические связи могут иметь место только в сфере сознания (между понятиями и суждениями). Логические модели действительности с необходимостью требуют определенного ее упрощения, схематизации, идеализации, введения целого ряда понятий, которые, однако, имеют не объективно-содержательный, а чисто инструментальный характер. Они способствуют созданию целостных, логически организованных теоретических систем. Их главным достоинством является то, что представленная в них в снятом виде эмпирическая информация защищена от потерь, удобно хранится, транслируется в культуре, является достаточно обозримой и хорошо усваивается в процессе обучения.

Следует иметь в виду, что такому взгляду на природу идеальных объектов и научных теорий противостоит эссенциалистская интерпретация, согласно которой идеальные объекты и научные теории фиксируют и описывают сущностный мир, тогда как эмпирическое знание имеет дело с миром явлений. Обе интерпретации вполне совместимы, если убрать из каждой их крайности (фундаментализм).

Соотношение теории и эмпирии

Любое удовлетворительное решение данной проблемы должно заключаться в непротиворечивом совмещении двух утверждений:

-признание качественного различия между эмпирическим и теоретическим знанием в науке;

-признание взаимосвязи между ними, включая объяснение механизма этой взаимосвязи.

Напомним, что эмпирическое знание суть множество высказываний (не обязательно логически связанных между собой) об эмпирических объектах. Источником и основой содержания эмпирического знания является информация об объективной реальности, получаемая путем наблюдения и экспериментирования с ней.

Теоретическое знание суть множество высказываний (обязательно организованных в логически взаимосвязанную систему) об идеальных объектах. Источником и основой содержания теоретического знания является информация об идеальных объектах, являющихся продуктами конструктивной деятельности рационального мышления. Интеллектуальная интуиция и логика – вот основные формы знания данного уровня.

Со временем теоретический мир приобретает объективный статус: он становится для сотворившего его сознания предметной данностью, с которой необходимо считаться и сверять свои действия.

В целом, теоретическое и эмпирическое знание имеют совершенно различные онтологии: мир мысленных, идеальных конструкций (чистых ощущений) и мир эмпирических предметов, принципиально наблюдаемых.

Существовать в теоретическом мире -– значит быть определенной, непротиворечивой, предметной единицей мира рационального мышления. А существовать в эмпирическом мире – значит иметь такое предметное мысленное содержание, которое принципиально наблюдаемо и многократно воспроизводимо.

Отсюда следует, что между теоретическим и эмпирическим знанием нет логического моста, одно непосредственно не следует из другого. Методологически неверным является не только утверждение, что научные теории выводятся из эмпирического опыта, являются логическими (индуктивными) обобщениями последнего, но и утверждение, что из научных теорий могут быть логически выведены эмпирические следствия.

Корректным контрсуждением первому утверждению является следующее суждение: научные теории не выводятся логически их эмпирического знания, а надстраиваются над ним для выполнения определенных функция. Перечислим их:

-функция понимания;

-функция объяснения;

-функция предсказания.

Контрсуждением второму утверждению является следующее суждение: из научных теорий могут быть логически выведены теоретические же (как правило, частные и единичные) следствия, которые, в свою очередь, уже внелогическим путем могут быть идентифицированы с определенными эмпирическими высказываниями.

Следовательно, принципиально неверны не только индуктивистские модели получения и подтверждения научных теорий, но и в значительной степени – гипотетико-дедуктивные модели критического рационализма, связанные с именами К.Поппера, И.Лакатоса. О чем говорят подобные модели?

Прежде всего, о том, что теоретическое знание, как и эмпирическое, является весьма сложной структурой, состоящей из утверждений разной степени общности. Наиболее общий уровень – это аксиомы, принципы и наиболее общие теоретические законы. Например, для классической механики это три закона Ньютона (инерции, взаимосвязи силы, массы и ускорения, а также закон равенства сил действия и противодействия).

Механика Ньютона – это теоретическое знание, описывающее законы движения такого идеального объекта, как материальная точка, при полном отсутствии трения, в математическом пространстве с евклидовой метрикой.

Вторым уровнем научной теории являются частные теоретические законы, описывающие структуру, свойства и поведение идеальных объектов, сконструированных из исходных идеальных объектов. Для классической механики это, например, законы движения идеального маятника. Частные теоретические законы не выводятся чисто логически (автоматически) из общих. Они получаются в ходе осмысления результатов мысленного эксперимента над идеальными объектами, сконструированными из элементов исходной, «общей теоретической схемы».

Третий уровень развитой научной теории состоит из частных, единичных теоретических высказываний, утверждающих нечто о конкретных во времени и пространстве состояниях, свойствах, отношениях идеальных объектов. Например, таким утверждением в кинематике Ньютона может быть следующее высказывание: если к идеальной точке K1 применить силу F1, то через время Т1 она будет находиться на расстоянии L1 от места приложения к ней указанной силы. Единичные теоретические утверждения дедуктивно выводятся из частных и общих теоретических законов путем подстановки на место переменных, фигурирующих в законах, некоторых конкретных величин из области значений переменной.

Следует уяснить, что с эмпирическим знанием могут сравниваться не сами по себе общие и частные теоретические законы, а только их единичные следствия после их эмпирической интерпретации и идентификации (отождествления) с соответствующими эмпирическими высказываниями. Данные высказывания идентифицируются с определенным набором чувственных данных.

Таков путь (через массу посредников) сравнения опыта и теории на предмет соответствия друг другу. Возникает вопрос, каким же образом осуществляется важнейшая операция во взаимосвязи теоретического и эмпирического знания – процедура идентификации теоретических и эмпирических терминов и соответствующих им идеальных и эмпирических объектов.

Ответ в общем плане таков. С помощью идентификационных предложений, в которых утверждается тождество значений некоторых терминов теоретического и эмпирического языка. Такие предложения называются интерпретационными, правилами соответствия или редукционными предложениями (термин Р.Карнапа). вот некоторые примеры такого рода предложения: «материальные точки суть планеты солнечной системы» (небесная механика), «евклидова прямая суть луч света» (оптика), «разбегание галактик суть эффект Доплера» (астрономия).

Р.Карнап раскрыл сложную природу интерпретационных предложений. Несмотря на то, что общий вид этих высказываний имеет логическую форму «А есть В», они отнюдь не являются суждениями, а суть определения.

Любые определения – это условные соглашения о значении терминов, и к ним неприменима характеристика истинности или ложности. Они могут быть лишь эффективными или неэффективными, удобными или неудобными, полезными или бесполезными. Интерпретативные предложения имеют инструментальный характер, их задача – быть связующим звеном между теорией и эмпирией. Хотя такого рода предложения условны, они не произвольны, поскольку всегда являются элементами некоторой конкретной языковой системы, термины которой взаимосвязаны и ограничивают возможные значения друг друга.

Любая эмпирическая интерпретация теории является неполной, так как всегда имеется возможность предложить новую интерпретацию данной теории, которая будет расширять сферу ее применения. Свидетельством тому являются многочисленные примеры из истории наук. Данной обстоятельство говорит о принципиальной несводимости теории к эмпирии, о самодостаточности теоретического мира и его относительной независимости от реального мира.

Интерпретативные предложения имеют особый статус, поскольку они не носят чисто теоретического характера и не являются одновременно чисто эмпирическими высказываниями. Они занимают некое промежуточное место, включая в свой состав как теоретические, так и эмпирические термины.

Интерпретативное знание выступает относительно самостоятельным элементом в пространстве научного знания; данный элемент не имеет собственной онтологии, как нет ее у понятия «кентавр», например. Это своего рода инструментальный посредник между теорией и эмпирией. Особая роль такого рода знания возрастает в 20 веке, когда рост абстрактности теоретического знания сопровождался, с одной стороны, неизбежной потерей его наглядности, а с другой стороны – расширением и пролиферацией (размножением) сферы эмпирической применимости каждой из теорий. Интерпретативное знание – есть продукт конструктивной деятельности разума, но разума, осознавшего свою адаптивную ответственность в использовании своего потенциала для лучшей ориентации я в объективном мире, в сфере не-я.

Учет самостоятельной роли интерпретативного знания в структуре научного знания привел к необходимости более тонкого понимания процедур подтверждения и опровержения научных теорий опытом. Рассмотрим два случая.

Первый. Допустим, что в результате сопоставления некого высказывания об эмпирических следствиях из проверяемой на опыте теории и ее эмпирической интерпретации с данными наблюдения и эксперимента установлена истинность данного высказывания. Что отсюда следует? Только то, что система «проверяемая на опыте теория – ее эмпирическая интерпретация» возможно истинна, поскольку из истинности следствий не следует истинность посылок, из которых они выведены (это элементарный закон дедуктивной логики). Более того, из определения материальной импликации, являющейся формальной моделью отношения выводимости, следует, что истинные высказывания могут быть получены из ложных посылок. Вот пример элементарного правильного силлогизма.

Все тигры – травоядные. Все травоядные – хищники. Следовательно, все тигры – хищники. Таким образом, истинность эмпирических следствий теории не только не служит доказательством истинности теорий, но даже подтверждением ее истинности. Если заранее допустить истинность теории, тогда независимое установление (например, с помощью эмпирического опыта) истинности выведенных из них следствий подтверждает (хотя и не доказывает) сделанное допущение об истинности теории.

В рассмотренном случае установление истинности эмпирических следствий из системы «проверяемая на опыте теория – ее эмпирическая интерпретация» подтверждает не истинность проверяемой на опыте теории самой себе, а только истинность всей системы «проверяемая на опыте теория – ее эмпирическая интерпретация» в целом. Таким образом, не только доказательство, но даже подтверждение истинности теории самой себе (т.е. взятой отдельно от присоединенной к ней интерпретации) – невозможно.

Рассмотрим второй случай. Установлена ложность эмпирических следствий из системы «проверяемая на опыте теория – ее эмпирическая интерпретация». Что отсюда следует с логической необходимостью? Только ложность всей системы «проверяемая на опыте теория – ее эмпирическая интерпретация» в целом, но отнюдь не ложность именно проверяемой на опыте теории.

Ложной (неудачной, некорректной) может быть объявлена как раз ее конкретная эмпирическая интерпретация и тем самым ограничена сфера предполагавшейся эмпирической применимости теории. Таким образом, опыт не доказывает однозначно и ложность теории.

Общий вывод таков. Теория проверяется на опыте всегда не сама по себе, а только месте с присоединенной к ней эмпирической интерпретацией, а потому ни согласие этой системы с данными опыта, ни противоречие с ними не способно однозначно ни подтвердить, ни опровергнуть теорию саму по себе.

Отсюда следует, что проблема истинности теории не может быть решена только путем ее сопоставления с опытом, ее решение осуществляется иными средствами и находится в другой плоскости – на уровне более общих, а именно метатеоретических предпосылок и оснований научного знания.