Формирование дисциплинарных онтологий. Роль картин мира (дисциплинарных онтологий) в построении завершенной научной теории

В развитии современных научных дисциплин особую роль играют специальные картины мира. Специальными картинами мира называют обобщенные схемы – образы предмета исследования, посредством которых фиксируются основные системные характеристики изучаемой реальности. Термин «мир» применяется здесь в специфическом смысле – как обозначение некоторой сферы действительности, изучаемой в данной науке («мир физики», «мир биологии» и т.п.). Чтобы избежать терминологических дискуссий, имеет смысл пользоваться иным названием – картина исследуемой реальности. Наиболее изученным ее образцом является физическая картина мира. Но подобные картины есть в любой науке, как только она конституируется в качестве самостоятельной отрасли научного знания.

Обобщенная характеристика предмета исследования вводится в картине исследуемой реальности посредством представлений: 1) о фундаментальных объектах, из которых полагаются построенными все другие объекты, изучаемые соответствующей наукой; 2) о типологии изучаемых объектов; 3) об общих закономерностях их взаимодействия; 4) о пространственно-временной структуре реальности. Вышеуказанные представления являются основанием научных теорий соответствующей дисциплины. Например, представления: мир состоит из неделимых корпускул; их взаимодействие осуществляется как мгновенная передача сил по прямой; корпускулы и образованные из них тела перемещаются в абсолютном пространстве с течением абсолютного времени – описывают картину физического мира, сложившуюся во второй половине XVII в. и получившую впоследствии название механической картины мира.

Переход от механической к электродинамической (последняя четверть XIX в.), а затем к квантово-релятивистской картине физической реальности (первая половина XX в.) сопровождался изменением физических представлений. Особенно радикальным был переход в период становления квантово-релятивистской физики (были пересмотрены представления о неделимости атомов, существовании абсолютного пространства – времени, представления о лапласовской детерминации физических процессов).

По аналогии с физической картиной мира можно выделить картины реальности в других науках (химии, биологии, астрономии и т.д.) Среди них также существуют исторически сменяющие друг друга типы картин мира, что обнаруживается при анализе истории науки. Например, принятый химиками во времена Лавуазье образ мира химических процессов был мало похож на современный. В качестве фундаментальных объектов полагались лишь некоторые из известных ныне химических элементов. К ним приплюсовывался ряд сложных соединений (например, извести), которые в то время относили к «простым химическим субстанциям». После работ Лавуазье флогистон был исключен из числа таких субстанций, но теплород еще числился в этом ряду. Считалось, что взаимодействие всех этих «простых субстанций» и элементов, развертывающееся в абсолютном пространстве и времени, порождает все известные типы сложных химических соединений.

Такого рода картина исследуемой реальности на определенном этапе истории науки казалась истинной большинству химиков. Она целенаправляла как поиск новых фактов, так и построение теоретических моделей, объясняющих эти факты.

Картина реальности обеспечивает систематизацию знаний в рамках соответствующей науки. С ней связаны различные типы теорий научной дисциплины (фундаментальные и частные), а также опытные факты, на которые опираются и с которыми должны быть согласованы принципы картины реальности. Одновременно она функционирует в качестве исследовательской программы, которая целенаправляет постановку задач как эмпирического, так и теоретического поиска и выбор средств их решения.

Каждая из конкретно-исторических форм картины исследуемой реальности может реализовываться в ряде модификаций, выражающих основные этапы развития научных знаний. Среди таких модификаций могут быть линии преемственности в развитии того или иного типа картины реальности (например, развитие ньютоновских представлений о физическом мире Эйлером, развитие электродинамической картины мира Фарадеем, Максвеллом, Герцем, Лоренцем, каждый из которых вводил в эту картину новые элементы). Но возможны и другие ситуации, когда один и тот же тип картины мира реализуется в форме конкурирующих и альтернативных друг другу представлений о физическом мире и когда одно из них в конечном итоге побеждает в качестве «истинной» физической картины мира (примерами могут служить борьба Ньютоновой и Декартовой концепции природы как альтернативных вариантов механической картины мира, а также конкуренция двух основных направлений в развитии электродинамической картины мира – программы Ампера–Вебера, с одной стороны, и программы Фарадея–Максвелла, с другой).

Когда наука начинает изучать объекты, для которых еще не создано теории и которые исследуются эмпирическими методами, то связь картины мира с ситуациями реального опыта проявляется особенно отчетливо. Примером этой связи может служить влияние электродинамической картины мира на экспериментальное изучение катодных лучей. Случайное обнаружение катодных лучей в эксперименте поставило вопрос о природе открытого физического агента. Электродинамическая картина мира требовала все процессы природы рассматривать как взаимодействие «лучистой материи» (колебаний эфира) и частиц вещества, которые могут быть электрически заряженными или электрически нейтральными. Отсюда возникали гипотезы о природе катодных лучей: одна из них предполагала, что новые физические агенты представляют собой потом частиц, другая рассматривала эти агенты как разновидность излучения. Соответственно этим гипотезам ставились экспериментальные задачи и вырабатывались планы экспериментов, посредством которых была выяснена природа катодных и рентгеновских лучей. Физическая картина мира целенаправляла эти эксперименты, последние же, в свою очередь, оказывали обратное воздействие на картину мира, стимулируя ее уточнение и развитие (например, выяснение природы катодных лучей в опытах Крукса, Перрена, Томсона было одним из оснований, благодаря которому в электродинамическую картину мира было введено представление об электронах как «атомах электричества», не сводимых к «атомам вещества»).

Кроме непосредственной связи с опытом, картина мира имеет с ним опосредованные связи через основания теорий, которые образуются теоретическими схемами (моделями) и сформулированными относительно теоретических схем законами.

Картину мира можно рассматривать в качестве некоторой теоретической модели исследуемой реальности. Но это особая модель, отличная от моделей, лежащих в основании конкретных теорий.

Во-первых, они различаются по степени общности. На одну и ту же картину мира может опираться множество теорий, в том числе и фундаментальных. Например, с механической картиной мира были связаны механика Ньютона–Эйлера, а также термодинамика и электродинамика Ампера–Вебера. С электродинамической картиной мира связаны не только основания максвелловской электродинамики, но и основания механики Герца.

Во-вторых, специальную картину мира можно отличить от теоретических схем (моделей), анализируя образующие их абстракции (идеальные объекты). Так, в механической картине мира процессы природы характеризовались посредством таких абстракций, как: «неделимая корпускула», «тело», «взаимодействие тел, передающееся мгновенно по прямой и меняющее состояние движения тел», «абсолютное пространство» и «абсолютное время». Что же касается теоретической схемы, лежащей в основании ньютоновской механики (взятой в ее эйлеровском изложении), то в ней сущность механических процессов характеризуется посредством иных абстракций таких как, «материальная точка», «сила», «инерциальная пространственно-временная система отсчета».

Аналогичным образом можно выявить различие между конструктами (абстракциями) теоретических схем и конструктами картины мира, обращаясь к современным образцам теоретического знания. Так, в рамках фундаментальной теоретической схемы квантовой механики процесса микромира характеризуются в терминах отношений вектора состояния частицы к вектору состояния прибора. Но эти же процессы могут быть описаны «менее строгим» образом, например, в терминах корпускулярно-волновых свойств частиц, взаимодействия частиц с измерительными приборами определенного типа, корреляций свойств микрообъектов к макроусловиям и т.д. И это уже не собственно язык теоретического описания, а дополняющий его и связанный с ним язык физической картины мира.

Идеальные объекты, образующие картину мира, и абстрактные объекты, образующие в своих связях теоретическую схему, имеют разный статус. Абстракции, образующие теоретическую схему, представляют собой идеализации, и их нетождественность реальным объектам очевидна. Любой физик понимает, что «материальная точка» не существует в самой природе, ибо в природе нет тел, лишенных размеров. Но в картине мира происходит объективация теоретических схем, отождествление с природой схематизирующих и упрощающих эту самую природу абстракций. Последователь Ньютона, принявший механическую картину мира, считал неделимые атомы уже реально существующими «первокирпичиками» материи. В каких именно признаках эти абстракции не соответствуют реальности исследователь чаще всего выясняет лишь тогда, когда его наука вступает в полосу ломки старой картины мира и замены ее новой. Процедура отображения теоретических схем на картину мира (объективации теоретических схем) важна для построения теории в завершенной форме. Эта процедура обеспечивает ту разновидность интерпретации уравнений (последние выражают теоретические законы), которую в логике называют концептуальной (или семантической) интерпретацией и которая обязательна для построения теории в завершенном виде.

Формирование дисциплинарных онтологий (картин исследуемой реальности) в каждой отрасли науки протекает не только как процесс внутринаучного характера (через процедуру отображения теоретических схем на картину мира), но и как взаимодействие науки с другими областями культуры. Представления о мире, которые вводятся в картины исследуемой реальности, всегда испытывают определенное воздействие аналогий и ассоциаций, почерпнутых из различных сфер культурного творчества, включая обыденное (архаичное) сознание и производственный опыт определенной исторической эпохи. Повседневный и производственный опыт называют еще процедурным знанием (в отличие от декларативного). Декларативное знание – знание – что, относится к знанию теоретического типа (предполагает умение объяснить, почему что-либо происходит). Процедурное знание – знание – как, является практическим знанием и означает какие-либо умения, практические навыки. Владение декларативным знанием еще не предполагает владения практическими навыками (владения процедурными знаниями, другими словами). Например, прекрасные профессора экономики, начав практическую деятельность на рынке, моментально разоряются и, наоборот, преуспевающие бизнесмены, пытаясь передать свой опыт молодежи, не могут внятно прочитать ни одной лекции.

Процедурное знание по-другому организовано в отличие от декларативного. Само процедурное знание может быть организовано двояким образом: инструктивным (знание рецептов приготовления пищи, инструкций к бытовым приборам и т.д.); ситуационным (умение действовать в конкретных ситуациях). Если сравнить древнегреческую математику с математикой Древнего Вавилона и Древнего Египта, то можно обнаружить различия между организацией знания (информации, данных об объекте). В математике Древнего Востока знание организовано в виде рецептов решения задач (как вычислить площадь поля, объем амбара, количество урожая), другими словами, знание организовано как процедурное инструктивное. В греческой математике знание организовано как дедуктивно развертываемая система (дедуктивно-аксиоматическим образом), в которой из исходных посылок-аксиом выводятся следствия. Наиболее яркой реализацией такой организации знания как декларативного была первая теоретическая система в истории науки – евклидова геометрия.

Так вот, процедурное знание может оказывать влияние на дисциплинарные онтологии. Например, можно обнаружить, что представления об электрическом флюиде и теплороде, включенные в механическую картину мира в XVIII в., складывались во многом под влиянием предметных образов, почерпнутых из сферы повседневного и производственного освоения объектов в ту эпоху. Согласно здравому смыслу (процедурному знанию) человека XVIII столетия, немеханические силы легче было представить по образу и подобию механических; например, представить поток тепла как поток невесомой жидкости – теплорода, падающего наподобие водяной струи с одного уровня на другой и производящей за счет этого работу так же, как совершает эту работу вода в гидравлических устройствах. Но вместе с тем введение в механическую картину мира представлений о немеханических силах (представлений о различных субстанций как носителях немеханических сил) способствовало формированию особых, отличных от механического, представлений; было первым шагом на пути к немеханическим представлениям.

Вместе с тем постулаты научной картины мира испытывают и непосредственное влияние мировоззренческих установок, доминирующих в культуре некоторой эпохи.

Интересна организация знания средневековой науки – в средневековой культуре существовали представления о природе как книге, написанной «божьими письменами». В соответствии с этими мировоззренческими установками формировалась организация знания в средневековой науке. Описать вещь или явление значило не только зафиксировать признаки, которые в более поздние эпохи (в науке Нового времени) квалифицировались как природные свойства и качества вещей, но и обнаружить сверхприродные «знаково-симоволические» признаки вещей. Когда известный естествоиспытатель XVIII в. Ж. Бюффон знакомился с трактатами натуралиста эпохи Возрождения Альдрованди, он выражал крайнее недоумение по поводу ненаучного способа описания и классификации явлений в его трактатах. Например, в трактате о змеях Альдрованди наряду со сведениями, которые естествоиспытатели последующих эпох отнесли бы к научному описанию (виды змей, их размножение, действие змеиного яда и т.д.), включал описание событий связанных со знаками змей. Альдрованди сгруппировал в одном описании биологические признаки змеи, геральдические знаки и легенды о змеях, истолковав все это как различные виды знаков, обозначающих некоторую идею (идею змеи), которая вложена в мир божественным помыслом.

В эпоху Возрождения идеал математического описания природы утверждался исходя из традиционных для средневековой культуры представлений о природе как о книге, написанной «божьими письменами». Затем эта традиционная мировоззренческая конструкция была наполнена новым содержанием и получила новую интерпретацию: «Бог написал книгу природы языком математики».