Процесс научного познания в самом общем виде представляет собой решение различного рода задач, возникающих в ходе практической деятельности. Решение возникающих при этом проблем достигается путем использования особых приемов (методов), позволяющих перейти от того, что уже известно, к новому знанию. Такая система приемов обычно и называется методом. Метод есть совокупность приемов и операций практического и теоретического познания действительности.

МЕТОДЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ

Каждая наука использует различные методы, которые зависят от характера решаемых в ней задач. Однако своеобразие научных методов состоит в том, что они относительно независимы от типа проблем, но зато зависимы от уровня и глубины научного исследования, что проявляется прежде всего в их роли в научно-исследовательских процессах. Иными словами,-в каждом научно-исследовательском процессе меняется сочетание методов и их структура. Благодаря этому возникают особые формы (стороны) научного познания, важнейшими из которых являются эмпирическая, теоретическая и производственно-техническая.
Эмпирическая сторона предполагает необходимость сбора фактов и информации (установление фактов, их регистрацию, накопление), а также их описание (изложение фактов и их первичная систематизация).
Теоретическая сторона связана с объяснением, обобщением, созданием новых теорий, выдвижением гипотез, открытием новых законов, предсказанием новых фактов в рамках этих теорий. С их помощью вырабатывается научная картина мира и тем самым осуществляется мировоззренческая функция науки.
Производственно-техническая сторона проявляет себя как непосредственная производственная сила общества, прокладывая путь развитию техники, но это уже выходит за рамки собственно научных методов, так как носит прикладной характер.
Средства и методы познания соответствуют рассмотренной выше структуре науки, элементы которой одновременно являются и ступенями развития научного знания. Так, эмпирическое, экспериментальное исследование предполагает целую систему экспериментальной и наблюдательной техники (устройств, в том числе вычислительных приборов, измерительных установок и инструментов), с помощью которой устанавливаются новые факты. Теоретическое исследование предполагает работу ученых, направленную на объяснение фактов (предположительное - с помощью гипотез, проверенное и доказанное - с помощью теорий и законов науки), на образование понятий, обобщающих опытные данные. То и другое вместе осуществляет проверку познанного на практике.
В основе методов естествознания лежит единство его эмпирической и теоретической сторон. Они взаимосвязаны и обусловливают друг друга. Их разрыв, или преимущественное развитие одной за счет другой, закрывает путь к правильному познанию природы - теория становится беспредметной, опыт -слепым.
Методы естествознания могут быть подразделены на следующие группы:
1. Общие методы, касающиеся любого предмета, любой науки. Это различные формы метода, дающего возможность связывать воедино все стороны процесса познания, все его ступени, например, метод восхождения от абстрактного к конкретному, единства логического и исторического. Это, скорее, общефилософские методы познания.
2. Особенные методы касаются лишь одной стороны изучаемого предмета или же определенного приема исследования:
анализ, синтез, индукция, дедукция. К числу особенных методов также относятся наблюдение, измерение, сравнение и эксперимент.
В естествознании особенным методам науки придается чрезвычайно важное значение, поэтому в рамках нашего курса необходимо более подробно рассмотреть их сущность.
Наблюдение - это целенаправленный строгий процесс восприятия предметов действительности, которые не должны быть изменены. Исторически метод наблюдения развивается как составная часть трудовой операции, включающей в себя установление соответствия продукта труда его запланированному образцу.
Наблюдение как метод познания действительности применяется либо там, где невозможен или очень затруднен эксперимент (в астрономии, вулканологии, гидрологии), либо там, , где стоит задача изучить именно естественное функционирование или поведение объекта (в этологии, социальной психологии и т.п.). Наблюдение как метод предполагает наличие программы исследования, формирующейся на базе прошлых убеждений, установленных фактов, принятых концепций. Частными случаями метода наблюдения являются измерение и сравнение.
Эксперимент - метод познания, при помощи которого явления действительности исследуются в контролируемых и управляемых условиях. Он отличается от наблюдения вмешательством в исследуемый объект, то есть активностью по отношению к нему. Проводя эксперимент, исследователь не ограничивается пассивным наблюдением явлений, а сознательно вмешивается в естественный ход их протекания путем непосредственного воздействия на изучаемый процесс или изменения условий, в которых проходит этот процесс.
Специфика эксперимента состоит также в том, что в обычных условиях процессы в природе крайне сложны и запутанны, не поддаются полному контролю и управлению. Поэтому возникает задача организации такого исследования, при котором можно было бы проследить ход процесса в «чистом» виде. В этих целях в эксперименте отделяют существенные факторы от несущественных и тем самым значительно упрощают ситуацию. В итоге такое упрощение способствует более глубокому пониманию явлений и создает возможность контролировать немногие существенные для данного процесса факторы и величины.
Развитие естествознания выдвигает проблему строгости наблюдения и эксперимента. Дело в том, что они нуждаются в специальных инструментах и приборах, которые последнее время становятся настолько сложными, что сами начинают оказывать влияние на объект наблюдения и эксперимента, чего по условиям быть нс должно. Это прежде всего относится к исследованиям в области физики микромира (квантовой механике, квантовой электродинамике и т.д.).
Аналогия - метод познания, при котором происходит перенос знания, полученного в ходе рассмотрения какого-либо одного объекта, на другой, менее изученный и в данный момент изучаемый. Метод аналогии основывается на сходстве предметов по ряду каких-либо признаков, что позволяет получить вполне достоверные знания об изучаемом предмете.
Применение метода аналогии в научном познании требует определенной осторожности. Здесь чрезвычайно важно четко выявить условия, при которых он работает наиболее эффективно. Однако в тех случаях, когда можно разработать систему четко сформулированных правил переноса знаний с модели на прототип, результаты и выводы по методу аналогии приобретают доказательную силу.
Моделирование - метод научного познания, основанный на изучении каких-либо объектов посредством их моделей. Появление этого метода вызвано тем, что иногда изучаемый объект или явление оказываются недоступными для прямого вмешательства познающего субъекта или такое вмешательство по ряду причин является нецелесообразным. Моделирование предполагает перенос исследовательской деятельности на другой объект, выступающий в роли заместителя интересующего нас объекта или явления. Объект-заместитель называют моделью, а объект исследования - оригиналом, или прототипом. При этом модель выступает как такой заместитель прототипа, который позволяет получить о последнем определенное знание.
Таким образом, сущность моделирования как метода познания заключается в замещении объекта исследования моделью, причем в качестве модели могут быть использованы объекты как естественного, так и искусственного происхождения. Возможность моделирования основана на том, что модель в определенном отношении отображает какие-либо стороны прототипа. При моделировании очень важно наличие соответствующей теории или гипотезы, которые строго указывают пределы и границы допустимых упрощений.
Современной науке известно несколько типов моделирования:
1) предметное моделирование, при котором исследование ведется на модели, воспроизводящей определенные геометрические, физические, динамические или функциональные характеристики объекта-оригинала;
2) знаковое моделирование, при котором в качестве моделей выступают схемы, чертежи, формулы. Важнейшим видом такого моделирования является математическое моделирование, производимое средствами математики и логики;
3) мысленное моделирование, при котором вместо знаковых моделей используются мысленно-наглядные представления этих знаков и операций с ними.
В последнее время широкое распространение получил модельный эксперимент с использованием компьютеров, которые являются одновременно и средством, и объектом экспериментального исследования, заменяющими оригинал. В таком случае в качестве модели выступает алгоритм (программа) функционирования объекта.
Анализ - метод научного познания, в основу которого положена процедура мысленного или реального расчленения предмета на составляющие его части. Расчленение имеет целью переход от изучения целого к изучению его частей и осуществляется путем абстрагирования от связи частей друг с другом.
Анализ - органичная составная часть всякого научного исследования, являющаяся обычно его первой стадией, когда исследователь переходит от нерасчлененного описания изучаемого объекта к выявлению его строения, состава, а также его свойств и признаков.
Синтез - это метод научного познания, в основу которого положена процедура соединения различных элементов предмета в единое целое, систему, без чего невозможно действительно научное познание этого предмета. Синтез выступает не как метод конструирования целого, а как метод представления целого в форме единства знаний, полученных с помощью анализа. В синтезе происходит не просто объединение, а обобщение аналитически выделенных и изученных особенностей объекта. Положения, получаемые в результате синтеза, включаются в теорию объекта, которая, обогащаясь и уточняясь, определяет пути нового научного поиска.
Индукция - метод научного познания, представляющий собой формулирование логического умозаключения путем обобщения данных наблюдения и эксперимента.
Непосредственной основой индуктивного умозаключения является повторяемость признаков в ряду предметов определенного класса. Заключение по индукции представляет собой вывод об общих свойствах всех предметов, относящихся к данному классу, на основании наблюдения достаточно широкого множества единичных фактов. Обычно индуктивные обобщения рассматриваются как опытные истины, или эмпирические законы.
Различают полную и неполную индукцию. Полная индукция строит общий вывод на основании изучения всех предметов или явлений данного класса. В результате полной индукции полученное умозаключение имеет характер достоверного вывода. Суть неполной индукции состоит в том, что она строит общий вывод на основании наблюдения ограниченного числа фактов, если среди последних не встретились такие, которые противоречат индуктивному умозаключению. Поэтому естественно, что добытая таким путем истина неполна, здесь мы получаем вероятностное знание, требующее дополнительного подтверждения.
Дедукция - метод научного'познания, который заключается в переходе от некоторых общих посылок к частным результатам - следствиям.
Умозаключение по дедукции строится по следующей схеме:
все предметы класса «А» обладают свойством «В»; предмет «а» относится к классу «А»; значит «а» обладает свойством «В». В целом дедукция как метод познания исходит из уже познанных законов и принципов. Поэтому метод дедукции не позволяет получить содержательно нового знания. Дедукция представляет собой лишь способ логического развертывания системы положений на базе исходного знания, способ выявления конкретного содержания общепринятых посылок.
Решение любой научной проблемы включает выдвижение различных догадок, предположений, а чаще всего более или менее обоснованных гипотез, с помощью которых исследователь пытается объяснить факты, не укладывающиеся в старые теории. Гипотезы возникают в неопределенных ситуациях, объяснение которых становится актуальным для науки. Кроме того, на уровне эмпирических знаний (а также на уровне их объяснения) нередко имеются противоречивые суждения. Для разрешения этих проблем требуется выдвижение гипотез.
Гипотеза представляет собой всякое предположение, догадку или предсказание, выдвигаемое для устранения ситуации неопределенности в научном исследовании. Поэтому гипотеза есть не достоверное знание, а вероятное, истинность или ложность которого еще не установлены.
Любая гипотеза должна быть обязательно обоснована либо достигнутым знанием данной науки, либо новыми фактами (неопределенное знание для обоснования гипотезы не используется). Она должна обладать свойством объяснения всех фактов, которые относятся к данной области знания, систематизации их, а также фактов за пределами данной области, предсказывать появление новых фактов (например, квантовая гипотеза М. Планка, выдвинутая в начале XX в., привела к созданию квантовой механики, квантовой электродинамики и др. теорий). При этом гипотеза не должна противоречить уже имеющимся фактам.
Гипотеза должна быть либо подтверждена, либо опровергнута. Для этого она должна обладать свойствами фальсифицируемости и верифицируемости. Фальсификация- процедура, устанавливающая ложность гипотезы в результате экспериментальной или теоретической проверки. Требование фальсифицируемости гипотез означает, что предметом науки может быть только принципиально опровергаемое знание. Неопровержимое знание (например, истины религии) к науке отношения не имеет. При этом сами по себе результаты эксперимента опровергнуть гипотезу не могут. Для этого нужна альтернативная гипотеза или теория, обеспечивающая дальнейшее развитие знаний. В противном случае отказа от первой гипотезы не происходит. Верификация - процесс установления истинности гипотезы или теории в результате их эмпирической проверки. Возможна также косвенная верифицируемость, основанная на логических выводах из прямо верифицированных фактов.
3. Частные методы - это специальные методы, действующие либо только в пределах отдельной отрасли науки, либо за пределами той отрасли, где они возникли. Таков метод кольцевания птиц, применяемый в зоологии. А методы физики, использованные в других отраслях естествознания, привели к созданию астрофизики, геофизики, кристаллофизики и др. Нередко применяется комплекс взаимосвязанных частных методов к изучению одного предмета. Например, молекулярная биология одновременно пользуется методами физики, математики, химии, кибернетики.
В ходе развития науки методы могут переходить из более низкой категории в более высокую: частные превращаться в особенные, особенные в общие. Так, эволюционный подход из биологии распространился на весь цикл наук о Земле, о Вселенной, а сегодня академик Н.Н. Моисеев уже формулирует принцип универсального эволюционизма, охватывающий все области бытия.

ЗАКОНЫ НАУКИ

Целью научного познания является установление законов науки, адекватно отражающих действительность. Принято считать, что в природе действуют объективные закономерности -устойчивые, повторяющиеся связи между предметами и явлениями. Мы же познаем законы - отражение этих объективных закономерностей в нашем сознании. Законы всегда носят объективный характер и выражают реальные процессы, связывающие явления объективного мира. Законы являются ступенями познания. Принято различать законы по степени их общности: менее общие (касаются ограниченной области знания, изучаемой конкретными науками, например, закон естественного отбора); более общие (затрагивают несколько областей знания, распространены в нескольких смежных областях, например, закон сохранения энергии); всеобщие (фундаментальные законы бытия, например, принцип развития и всеобщей связи). Также выделяют законы функционирования и законы развития.
Признаками закона являются универсальность и необходимая истинность предложений. Законы должны относиться к любому объекту, изучаемому данной наукой, а также адекватно отражать предметы и явления и их свойства, которые изучаются теорией.

РАЗВИТИЕ НАУЧНОГО ЗНАНИЯ

Общий ход развития науки (и особенно естествознания, которое и будет нас интересовать в дальнейшем) включает основные ступени познания природы и мира вообще. Он проходит несколько основных ступеней:
1. Непосредственное созерцание природы как нерасчлененного целого - идет верный охват общей картины природы при пренебрежении частностями, что характерно для греческой натурфилософии;
2. Анализ природы, расчленение ее на части, выделение и изучение отдельных вещей и явлений, поиски отдельных причин и следствий, при этом за частностями исчезает общая картина универсальной связи явлений -.характерно для начального этапа развития любых конкретных наук, в их историческом развитии, для позднего Средневековья и начала Нового времени;
3. Воссоздание целостной картины на основе уже познанных частностей путем приведения в движение остановленного, оживления омертвленного, связывания изолированного раньше, то есть на основе соединения анализа с синтезом - характерно для зрелого периода развития конкретных наук и для современной науки вообще.
Итак, очевидно, что научное знание не является раз и навсегда данным феноменом, объем и содержание его постоянно меняются, происходит появление новых гипотез, теорий и отказ от старых. Но каков механизм развития научного знания, как соотносятся в науке старое и новое, какие существуют модели развития науки?
В настоящее время наиболее четко вырисовываются три основные модели исторических реконструкций науки:
1. История науки как кумулятивный, поступательный, прогрессивный процесс;
2. История науки как развитие через научные революции;
3. История науки как совокупность индивидуальных, частных ситуаций (кейс стадис).
Все три модели сосуществуют в современном науковедении, но возникли они в разное время, с этим связано доминирование отдельных моделей в конкретные периоды развития науки.
Долгое время господствующей моделью развития научного знания была кумулятивистская, тесно связанная с философией позитивизма. В науке больше, чем в любой другой сфере человеческой деятельности, происходит накопление знаний. Это обстоятельство стало основой для формирования кумулятивистской модели развития науки. Она строится на идее, что каждый последующий шаг в науке можно сделать, лишь опираясь на предыдущие достижения, поэтому новое знание всегда лучше, совершеннее старого, точнее отображает действительность. Поэтому предшествующее развитие науки является лишь подготовкой ее современного состояния. В силу этого обстоятельства значение имеют только те элементы знания, которые соответствуют современным теориям; отвергнутые идеи, признаваясь ошибочными, являются не более чем недоразумениями, заблуждениями, отклонениями от магистрального пути развития науки.
Эти идеи наиболее полно были сформулированы в работах Э. Маха и П. Дюгема в конце XIX в.
В связи с общим кризисом позитивизма - методологической базы кумулятивистской модели - в середине XX в. в науку проникают идеи прерывности развития, особенности, уникальности отдельных периодов в развитии научного знания. Они четко формулируются в модели научных революций.
Неверным было бы считать, что до появления этой модели в истории науки не было представлений о научных революциях. Сторонники эволюционизма признавали их существование, но они либо понимались как ускоренное эволюционное развитие, происходящее в том же направлении, что и общий ход развития знания, либо отодвигались далеко в прошлое, как абсолютное начало, как переход от донаучных представлений к научным. И в том, и в другом случае революции полностью вписываются в эволюционное движение.
Новая трактовка революций основывалась на идее абсолютной прерывности хода развития научного знания. Предполагалось, что новая теория, возникающая в ходе научной революции, отличается от старой самым принципиальным образом. После революции развитие науки начинается заново и идет совсем в другом направлении.
Именно такая точка зрения представлена в знаменитой работе Т. Куна «Структура научных революций». В этой работе автор ввел столь часто используемое сегодня понятие «парадигма» - признанные всеми научные достижения, которые в течение определенного времени дают научному сообществу модель постановки проблем и их решение. Таким образом, Кун предложил весьма плодотворную идею о том, что наука - это не простое приращение знаний, а комплекс знаний соответствующей эпохи. Ученые, чья научная деятельность строится на основе одной парадигмы, опираются на одни и те же правила и стандарты научной практики. Это - предпосылка для нормальной науки.
Переход от одной парадигмы к другой идет через революцию, это - обычная модель развития зрелой науки (Кун считает, что зрелой науку можно считать со времен Ньютона).
До этого наука представляла собой скопление мелких школ с различными теоретическими и методологическими подходами. Выделение одной из них привело к созданию парадигмы и знаменовало переход от предыстории к истории науки.
Парадигма представляет собой не просто образец для слепого копирования, а объект для дальнейшей разработки и конкретизации в новых или более трудных условиях. Цель науки - «втиснуть» природу в парадигму. Она не требует создания новых теорий, а разрабатывает те из них, с которыми существенно связано ее появление. Этим объясняется очень глубокое исследование конкретного фрагмента природы, выбранного данной парадигмой.
Парадигма обусловливает постановку экспериментов, определение универсальных констант, количественных законов. Поскольку в ходе революции парадигма возникает сразу как целое, в своей завершенной и совершенной форме, она не требует сколько-нибудь существенной доработки, идет лишь уточнение понятий, совершенствование техники эксперимента. С одной стороны, это сильно ограничивает поле зрения ученого, ведет к упорному сопротивлению всяким изменениям в парадигме. Поэтому смена парадигмы возможна только вместе со сменой поколений ученых - все сторонники старой парадигмы должны отойти от научной деятельности и уступить место молодым. С другой стороны, наука становится все более строгой внутри тех областей, на которые парадигма ориентирует исследователей, накапливается подробная информация. Только тот, кто в совершенстве знает свою область исследования, формирует соответствующие предсказания, способен распознать отклонение от них, увидеть аномалии на фоне парадигмы.
К новому изменению парадигмы приведут только те аномалии, которые являются свидетельством действительного кризиса науки. При этом недостаточно осознания кризисной ситуации, исчерпания всех средств, представленных старой парадигмой. Отказ от нее происходит, только если у нее есть альтернатива.
Такой подход к научной революции предполагает постоянное разделение между контекстом открытия и контекстом подтверждения знания, причем все усилия по изобретению нового, все творчество сконцентрированы в революционных ситуациях. Таким образом, научное творчество - это яркие, исключительные вспышки, определяющие все дальнейшее развитие науки, в ходе которого добытое ранее знание в форме парадигмы обосновывается, расширяется, подтверждается.
Деятельность в ходе научных революций - экстраординарная (то есть чрезвычайная, необычная), работа же ученых в послереволюционный период - нормальная, продолжающаяся большую часть времени.
Что касается самого научного знания, то идея научных революций представляла его развитие как абсолютно прерывистое. Вся прошлая история рассматривалась как постепенное, прогрессивное движение в сторону современной теории, являющейся на сегодняшний день кульминацией, вершиной всей предыдущей истории. Наступает следующая революция, возникает новая фундаментальная теория и происходит новая радикальная ломка прошлого, которое перестраивается как предыстория новой теории. Таким образом, каждая научная теория влечет за собой разрушение прошлого и построение истории заново.
Впоследствии историки науки попытались объединить модели эволюционного и революционного развития науки. В научном познании действует закономерность единства эволюционного и революционного перехода от одной ступени познания к другой. В период эволюционного развития познания происходит процесс совершенствования знаний на основе накопления новых фактов, их систематизации, формирования законов, теорий, разработок новых принципов познания, его методов и средств. Такой эволюционный процесс может привести к существенным противоречиям с господствующей в науке теорией, к замене ее новой теорией, к открытию принципиально новых законов, использованию новых методов и средств.

СПЕЦИФИКА НАУЧНЫХ РЕВОЛЮЦИЙ