Теория как система научного знания

     Для выделения в чистом виде содержания научных терминов, что необходимо для создания научной теории методология  разрабатывает специальные методы, например, методы алгоритмизации (конструктивизации), квантификации, качественного уточнения и т.п., и в основу этих методов ложится метод идеализации.

     Идеализация является методом выделения сущности в чистом виде, поэтому весьма трудно переоценить ее роль в науке, даже в истории науки. Так, некогда теорией горения являлась флогистонная теория. А сегодня она не годится. Говорят, что она стала ложной. Ньютон Смит, например, утверждает, что вообще всякая истинная в момент ее создания теория через 200 лет становится ложной.

     Методология науки считает, что теория является истинной (или ложной) не безотносительно, а относительно принимаемых ею идеализаций. И это в корне меняет дело. Так, флогистонная теория в момент ее создания была истинной относительно принимаемых в то время идеализаций, вводящих флогистон. Сегодня эта идеализация не принимается, а вводится понятие кислорода. Но флогистонная теория не применима к идеализации кислорода так же, как она не применима и к другим газам. Отрицание флогистонной теории не даст кислородную теорию горения. А в логике принимается принцип, говорящий, что отрицание лжи есть истинность, а отрицание истинности ложь. Поэтому отрицание, допустим, ложной флогистонной теории должно было бы давать истинную кислородную теорию, что не имеет смысла. Отсюда флогистонная теория не ложна, а бессмысленна или неприменима.

     Историческая  преемственность теорий такова, что  некогда истинные теории не превращаются в ложные, а становятся неприменимыми  при новых идеализациях. Впрочем, при новых идеализациях они были бы неприменимы и в момент их создания. Это объясняет вечную истинность математики. Дело в том, что математика, изучая только количественные отношения действительности, вводит крайние идеализации ее, которые были и в Древней Греции, остаются верными и сегодня и будут существовать и в будущем. Если же их изменить, то современная математика тоже будет неприменимой. На смену ей придет более современная.

     Говоря  о целях и путях теоретического исследования вообще, А. Эйнштейн отмечал, что "теория преследует две цели: 1. Охватить по возможности все явления в их взаимосвязи (полнота). 2. Добиваться этого, взяв за основу как можно меньше логически взаимно связанных логических понятий и произвольно установленных соотношений между ними (основных законов и аксиом). Эту цель я буду называть "логической единственностью"^ã.

     Подводя итоги, перечислим основные функции  теории, как элемента научного знания:

     1. Синтетическая функция - объединение  отдельных достоверных знаний  в единую, целостную систему.

     2. Объяснительная функция - выявление  причинных и иных зависимостей, многообразия связей данного явления, его существенных характеристик, законов его происхождения и развития, и т.п.

     3. Методологическая функция - на  базе теории формулируются многообразные методы, способы и приемы исследовательской деятельности.

     4. Предсказательная - функция предвидения.  На основании теоретических представлений о "наличном" состоянии известных явлений делаются выводы о существовании неизвестных ранее фактов, объектов или их свойств, связей между явлениями и т.д. Предсказание о будущем состоянии явлений (в отличие от тех, которые существуют, но пока не выявлены) называют научным предвидением.

     5. Практическая функция. Конечное  предназначение любой теории - быть  воплощенной в практику, быть "руководством  к действию" по изменению реальной действительности. Поэтому вполне справедливо утверждение о том, что нет ничего практичнее, чем хорошая теория.

     Ученый, сталкивающийся в своей деятельности с проблемой построения теорий, может также столкнутся с проблемой выбора теории – ведь эмпирический и теоретический уровни знания тесно переплетаются и для планирования эксперимента уже необходимы теоретические основания.

     Как считает К. Поппер, важную роль при  выборе теорий играет степень их проверяемости: чем она выше, тем больше шансов выбрать хорошую и надежную теорию. Так называемый "критерий относительной  приемлемости", согласно Попперу, отдает предпочтение той теории, которая: а) сообщает наибольшее количество информации, т.е. имеет более глубокое содержание; б) является логически более строгой; в) обладает большей объяснительной и предсказательной силой; г) может быть более точно проверена посредством сравнения предсказанных фактов с наблюдениями. Иначе говоря, резюмирует Поппер, мы выбираем ту теорию, которая наилучшим образом выдерживает конкуренцию с другими теориями и в ходе естественного отбора оказывается наиболее пригодной к выживанию.

      Глава 2. Типология научных теорий 

     Многообразию  форм идеализации и соответственно типов идеализированных объектов соответствует и многообразие видов (типов) теорий, которые могут быть классифицированы по разным основаниям (критериям). В зависимости от этого могут быть выделены теории: описательные, математические, дедуктивные и индуктивные, фундаментальные и прикладные, формальные и содержательные, "открытые" и "закрытые", объясняющие и описывающие (феноменологические), физические, химические, социологические, психологические и т.д.

     Для современной (постнеклассической) науки  характерны усиливающаяся математизация ее теорий (особенно естественнонаучных) и возрастающий уровень их абстрактности и сложности. Эта особенность современного естествознания привела к тому, что работа с его новыми теориями из-за высокого уровня абстрактности вводимых в них понятий превратилась в новый и своеобразный вид деятельности. В этой связи некоторые ученые говорят, в частности, об угрозе превращения теоретической физики в математическую теорию.

     В современной науке резко возросло значение вычислительной математики (ставшей самостоятельной ветвью математики), так как ответ на поставленную задачу часто требуется дать в числовой форме. В настоящее время важнейшим инструментом научно-технического прогресса становится математическое моделирование. Его сущность - замена исходного объекта соответствующей математической моделью и в дальнейшем ее изучение, экспериментирование с нею на ЭВМ и с помощью вычислительных алгоритмов.

     Общая структура теории специфически выражается в разных типах (видах) теорий. Так, математические теории характеризуются высокой степенью абстрактности. Они опираются на теорию множеств как на свой фундамент. Решающее значение во всех построениях математики имеет дедукция. Доминирующую роль в построении математических теорий играют аксиоматический и гипотетико-дедуктивный методы, а также формализация.

     Многие  математические теории возникают за счет комбинации, синтеза нескольких основных, или порождающих, структур. Потребности науки (в том числе и самой математики) привели в последнее время к появлению целого ряда новых математических дисциплин: теория графов, теория игр, теория информации, дискретная математика, теория оптимального управления и др. В последние годы все чаще обращаются к сравнительно недавно возникшей алгебраической теории категорий, рассматривая ее как новый фундамент для всей математики.

     Теории  опытных (эмпирических) наук - физики, химии, биологии, социологии, истории - по глубине  проникновения в сущность изучаемых  явлений можно разделить на два больших класса: феноменологические и нефеноменологические.

     Феноменологические (их называют также описательными, эмпирическими) описывают наблюдаемые в опыте свойства и величины предметов и процессов, но не вникают глубоко в их внутренние механизмы (например, геометрическая оптика, термодинамика, многие педагогические, психологические и социологические теории и др.). Такие теории не анализируют природу исследуемых явлений и поэтому не используют сколь-нибудь сложные абстрактные объекты, хотя, разумеется, в известной мере схематизируют и строят некоторые идеализации изучаемой области явлений.

     Феноменологические  теории решают, прежде всего, задачу упорядочивания и первичного обобщения относящихся к ним фактов. Они формулируются в обычных естественных языках с привлечением специальной терминологии соответствующей области знания и имеют по преимуществу качественный характер. С феноменологическими теориями исследователи сталкиваются, как правило, на первых ступенях развития какой-нибудь науки, когда происходит накопление, систематизация и обобщение фактологического эмпирического материала. Такие теории - вполне закономерное явление в процессе научного познания.

     С развитием научного познания теории феноменологического типа уступают место нефеноменологическим (их называют также объясняющими). Они не только отображают связи между явлениями и их свойствами, но и раскрывают глубинный внутренний механизм изучаемых явлений и процессов, их необходимые взаимосвязи, существенные отношения, т.е. их законы (такова, например, физическая оптика и ряд других теорий). Наряду с наблюдаемыми эмпирическими фактами, понятиями и величинами здесь вводятся весьма сложные и ненаблюдаемые, в том числе весьма абстрактные понятия. Несомненно, что феноменологические теории благодаря своей простоте легче поддаются логическому анализу, формализации и математической обработке, чем нефеноменологические. Возможно, поэтому в физике одними из первых были аксиоматизированы такие ее разделы, как классическая механика, геометрическая оптика и термодинамика.

     Одним из важных критериев, по которому можно  классифицировать теории, является точность предсказаний. По этому критерию можно  выделить два больших класса теорий. К первому из них относятся теории, в которых предсказание имеет достоверный характер (например, многие теории классической механики, классической физики и химии). В теориях второго класса предсказание имеет вероятностный характер, который обусловливается совокупным действием большого числа случайных факторов.

     Такого  рода стохастические (от греч. - догадка) теории встречаются не только в современной  физике но и в большом количестве в биологии и социально-гуманитарных науках в силу специфики и сложности самого объекта их исследования. Важнейшим методом построения и развития теорий (особенно нефеноменологических) является метод восхождения от абстрактного к конкретному.

     А. Эйнштейн различал в физике два основных типа теорий - конструктивные (феноменологические) и фундаментальные. Большинство физических теорий, по его мнению, является конструктивными, т.е. их задачей является построение картины сложных явлений на основе некоторых относительно простых предположений (такова, например, кинетическая теория газов). Исходным пунктом и основой фундаментальных теорий являются не гипотетические положения, а эмпирически найденные общие свойства явлений, принципы, из которых следуют математически сформулированные критерии, имеющие всеобщую применимость (такова теория относительности). В фундаментальных теориях используется не синтетический, а аналитический метод.

     Современные исследователи выделяют еще полуфеноменологические теории – так, например, существующие теории элементарных частиц носят полуфеноменологический характер. В основе такой теории обязательно лежит фундаментальная теория, усложненная добавочными предположениями феноменологического характера. Яркий пример полуфеноменологических теорий – теория электрослабых взаимодействий Вайнберга - Салама – Глэшоу. Создание феноменологических и полуфеноменологических теорий является оперативной задачей теоретической физики. Однако, например А.Эйнштейн считал занятие феноменологическими теориями пустой тратой времени, так как они способствуют накоплению большого количества разрозненных фактов.

     К достоинствам конструктивных теорий Эйнштейн относил их законченность, гибкость и ясность. Достоинствами фундаментальных теорий он считал их логическое совершенство и надежность исходных положений

     Несмотря  на то, какого бы типа теория ни была, какими бы методами она ни была построена, "всегда остается неизменным самое  существенное требование к любой  научной теории - теория должна соответствовать  фактам... В конечном счете только опыт вынесет решающий приговор". В этом своем выводе Эйнштейн вовсе не случайно использует выражение "в конечном счете". Дело в том, что, как разъяснял он сам, в процессе развития науки наши теории становятся все более и более абстрактными, их связь с опытом (фактами, наблюдениями, экспериментами) оказывается все более сложной и опосредованной, а путь от теории к наблюдениям - длиннее, тоньше и сложнее.

     Чтобы реализовать нашу постоянную конечную цель - "все лучшее и лучшее понимание  реальности", надо четко представлять себе следующее объективное обстоятельство. А именно, что "к логической цепи, связывающей теорию и наблюдение, прибавляются новые звенья. Чтобы очистить путь, ведущий от теории к эксперименту, от ненужных и искусственных допущений, чтобы охватить все более обширную область фактов, мы должны делать цепь все длиннее и длиннее". При этом, добавляет Эйнштейн, чем проще и фундаментальнее становятся наши допущения, тем сложнее математическое орудие нашего рассуждения.

     В. Гейзенберг считал, что научная теория должна быть непротиворечивой (в формально-логическом смысле), обладать простотой, красотой, компактностью, определенной (всегда ограниченной) областью своего применения, целостностью и "окончательной завершенностью". Но наиболее сильный аргумент в пользу правильности теории - ее "многократное экспериментальное подтверждение". "Решение о правильности теории оказывается, таким образом, длительным историческим процессом, за которым стоит не доказательность цепочки математических выводов, а убедительность исторического факта. Завершенная теория, так или иначе, ведь никогда не является точным отображением природы в соответствующей области, она есть некая идеализация опыта, осуществляемая с помощью понятийных оснований теории и обеспечивающая определенный успех".