3.4.2 Структура научного познания

В повседневном употреблении термин «наука» чаще всего используется для обозначения отдельных отраслей научного знания. Анализируя науку в этом аспекте, ее можно структурировать (классифицировать), используя разные критерии:

- по объекту исследования; науки делятся на естественные, изучающие природные явления, гуманитарные, изучающие общество и социальные явления и технические, объекты изучения которых носят искусственный характер, поскольку это созданные человеком средства его деятельности; каждый из этих типов научного знания разделяется, в свою очередь, по предмету исследования (например, естествознание делится на физику, химию, биологию и другие науки о природе);

- по отношению к практике науки принято делить на фундаментальные и прикладные. Фундаментальные науки дают знание о базовых законах существования явлений безотносительно к их возможному практическому использованию, а прикладные позволяют применять эти знания на практике. Так фундаментальные технические науки содержат знания об общих принципах функционирования и устройства техники (например, теоретическая механика), а прикладные технические науки применяют эти знания для создания конкретной техники (например, прикладная механика). Как правило, фундаментальные науки опережают в своем развитии прикладные, создавая для них теоретический «задел».

Если анализировать структуру науки как деятельность по получению новых знаний и ее результаты, то в ней выделяются два вида научных исследований, два структурных уровня научного познания - эмпирический и теоретический.

Эмпирическое исследование представляет собой непосредственное или опосредованное (через приборы) изучение и описание явлений, то есть, оно предполагает контакт исследователя с существующими вне его сознания объектами. Главной задачей в эмпирическом познании является получение научных фактов. С этой целью наука использует разнообразные методы эмпирического исследования: сбор геологических образцов, археологические раскопки, изучение исторических документов, социологические опросы, анкетирование и пр. Однако основными эмпирическими методами познания являются наблюдение и эксперимент.

Наблюдение – это метод изучения процессов и явлений в их естественном виде. В процессе наблюдение исследователь не вмешивается в ход их функционирования и развития. Он не меняет условий их существования, никак на них не воздействует (классический пример – наблюдение астронома за звездами). Вместе с тем, научное наблюдение – это целенаправленное и специально организованное восприятие явлений. Проведение научных наблюдений требует соответствующей подготовки (сбора предварительной информации о подлежащих наблюдению явлениях, выбора приборов и другой аппаратуры, экспедиции к месту наблюдения и пр.) Главное требование к научному наблюдению – объективность и точность даваемых им сведений.

Эксперимент, в отличие от наблюдения, предполагает управляемое и контролируемое воздействие на изучаемый объект с целью получения информации о нем, при котором объект может изучаться в искусственно созданных условиях.

В зависимости от цели, поставленной экспериментатором, различают следующие виды экспериментов: измерительные, проверочные (для подтверждения или опровержения какой-то гипотезы), поисковые (нацеленные на обнаружение новых явлений) и контрольные (с целью проконтролировать полученные ранее результаты других экспериментов).

Итогом наблюдений и экспериментов, а также других эмпирических методов познания, должно быть установление научных фактов. Однако, содержание научного факта, как правило, не сводится просто к фиксации данных наблюдений или эксперимента. Эти результаты должны повторяться (воспроизводиться) в одних и тех же условиях у достаточно многих представителей научного сообщества. К числовой фиксации таких результатов может применяться статистическая обработка. Для выражения факта применяется специальный эмпирический язык науки. В гуманитарных науках факты могут быть наполнены определенным ценностным смыслом, то есть проходят социально-политическую или индивидуальную, личностную оценку.

Таким образом, научные факты представляют собой особое знание, основанное на логическом осмыслении данных наблюдения и эксперимента и их интерпретации в свете каких-то теоретических предпосылок. Что считать фактом – не всегда ясно, поскольку это может зависеть от теории, в свете которой истолковываются эмпирические данные. Следовательно, эмпирические факты «теоретически нагружены». Смена научных теорий часто приводит и к изменению фактологического базиса науки.

Накапливая факты и подвергая их систематизации, классификации, обобщению, ученые находят зависимости между ними – эмпирические законы или закономерности. Однако эмпирический уровень познания не выходит за рамки эмпирического описания явлений и не объясняет их сущности. Объяснение найденных эмпирических фактов и закономерностей требует перехода на более высокий, теоретический уровень научного познания.

Теоретическое знание, в отличие от эмпирического, строится умственным путем, при отсутствии контакта с изучаемыми объектами действительности. Теоретик работает не с самими объектами, а с их мысленными образами. Специфическим признаком теоретического познания является создание идеальных объектов, раскрывающих сущность наблюдаемых явлений. В процессе теоретического познания идеальные объекты различным образом комбинируются, и из них строятся мысленные модели изучаемых явлений.

Теоретическое исследование, направленное на объяснение эмпирических фактов и закономерностей, может развиваться двояким путем.

Первый путь - нефундаментальное теоретическое исследование. Оно состоит в том, что объяснение эмпирическим фактам ищется в уже имеющихся в науке теориях. Но когда на этом пути добиться успеха не удается, приходится вступать на второй путь – путь фундаментального теоретического исследования, который связан с разработкой принципиально новой научной теории.

Научная теория – это логически упорядоченная система знаний о каких-либо явлениях, в которой строятся их мысленные модели и формулируются законы, объясняющие и предсказывающие наблюдаемые факты и закономерности. Теория – это высшая, самая развитая форма организации научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и существенных связях определенной области действительности.

В теориях часто употребляются теоретические понятия, обозначающие ненаблюдаемые мысленные «объекты». Например, «спин», «импульс» и т. п. Эти понятия условны, поскольку в их основе не лежат эмпирические объекты, и являются продуктом воображения, чистого мышления ученого. В теории они выполняют вспомогательную функцию, облегчающую и упрощающую описание теоретической модели. Например, такие теоретические понятия как «ускорение», «инерционная масса», «механическая сила», используемые во втором законе механики Ньютона, предельно упрощенно описывают соотношение ряда характеристик модели движущегося тела.

В структуре теории выделяют ряд элементов: принципы и законы, составляющие ядро научной теории, а также базовые понятия и категории, научные факты, формулы и теоремы, гипотезы.

Теория как наиболее сложная и наиболее развитая форма научного знания, выполняет целый ряд функций:

- объяснительную – выявляет причинно-следственные, существенные взаимосвязи и зависимости данного явления;

- синтетическую и системную – объединяет и систематизирует разрозненные знания об объекте в целостную систему;

- методологическую – на основе теории создаются новые подходы и методы изучения объекта;

- эвристическую (предсказательную) – на основании теории можно делать прогнозы о последующем развитии объекта;

- практическую – возможность практического применения нового знания; не случайно говорят, что «нет ничего более практичного, чем хорошая теория».

Существуют два основных метода построения научной теории: аксиоматический и гипотетико-дедуктивный.

Аксиоматический метод построения научной теории состоит в том, что за исходные положения теории принимаются не подлежащие доказательству аксиомы, а все остальные положения теории логически выводятся из аксиом по правилам дедуктивного вывода. Именно таким методом была создана геометрия Евклида, а позже – неэвклидовы геометрии Лобачевского и Римана.

При гипотетико-дедуктивном методе построения теории она формулируется как система гипотез, из которых выводятся эмпирически проверяемые следствия.

Гипотеза – это вероятностная форма теоретического знания, представляющая собой научно обоснованное предположение, истинность которого не определена. Она является структурным элементом научной теории или комплекса теорий и позволяет их сохранить, укрепить или придать им логическую целостность.

Научные гипотезы должны удовлетворять ряду методологических требований, которые не обеспечивают их истинность, но дают им «право» считаться научными формами знания. Важнейшими требованиями научности гипотез являются:

- логическая непротиворечивость;

- принципиальная проверяемость (из гипотезы должны вытекать следствия, доступные опытной проверке);

- фальсифицируемость (то есть принципиальная возможность опровержения, иначе эта гипотеза неинформативна);

- максимальная простота (логическое совершенство, изящество теории);

- преемственность (новые гипотезы должны вырастать из предшествующего знания, быть его дальнейшим развитием и продолжением);

- гипотеза должна обладать «предсказательной силой» (не только объяснять, но и предсказывать новые факты).

Кроме того, на теоретическом уровне применяется целый ряд специфических методов научного познания: - формализация, идеализация, мысленный эксперимент, математическое моделирование и др. Найти метод, позволяющий с наименьшими затратами времени, сил и средств получить решение поставленной проблемы – одна из центральных задач ученого.

Метод - это способ деятельности, совокупность приемов познания и преобразования действительности. Выбор метода осуществляется субъектом не произвольно, а определяется характером исследуемого объекта, законами его строения, функционирования и развития (объективная обусловленность метода). Исходя из этого метод – это совокупность правил, приемов, способов и лежащих в их основе идей и принципов, обусловленных объективными законами отражаемой действительности.

Отрасль знания, которая исследует методы, называется методологией. Методология (учение о методе) — довольно широкое понятие, в которое входят, во-первых, совокупность применяемых в данной науке методов и, во-вторых, совокупность фундаментальных, прежде всего мировоззренческих принципов, которые направляют исследования в области теоретических и практических проблем.

Осознанное применение методов в познании позволяет усилить познавательные возможности человека, направить и упорядочить процесс познания, обеспечить последовательное решение возникающих при этом задач.

Классификация методов научного познания может быть проведена по разным основаниям:

По характеру, основной роли в познании, а также по соотношению в их содержании общих идей, принципов и конкретных правил, методы можно разделить на следующие виды:

- методы-подходы, в которых главное – это общие идеи, мировоззренческие принципы. Такие методы формируют отправные позиции исследователя, указывают направление и общий способ исследования (например, принцип материального единства мира);

- методы-приемы - конкретные правила, алгоритмы действия, представляющие собой непосредственный инструмент познания (наблюдение, эксперимент и т. п.).

По степени общности можно выделить следующие методы:

- всеобщие - философско-мировоззренческие (например, диалектика, ее принципы развития и взаимосвязи явлений);

- общенаучные (анализ и синтез, индукция и дедукция, историческое и логическое, моделирование, абстрагирование и пр.);

- специфические (например, метод спектрального анализа).

По функциональному назначению:

- методы эмпирического уровня научных исследований, которые обеспечивают получение и первичную обработку информации (сравнение, описание, классификация и т. п.).

- методы теоретического уровня научного познания, которые позволяют проникнуть в сущность изучаемых процессов (идеализация, формализация и т. п.).

- эвристические методы, к которым относятся приемы и действия, активизирующие творческий процесс, сокращающие путь решения сложных поисковых задач, стимулирующие появление новых идей и решений; сюда относят такие приемы как: "мышление вслух", "спор с воображаемым оппонентом", "информационное моделирование", "мысленный эксперимент", "коллективный мозговой штурм проблемы".

Знание и умелое применение методов позволяет существенно повысить результативность познавательной и практической деятельности, до минимума свести ошибки и заблуждения на пути добывания истинных знаний о мире.