Научные традиции и научные революции. Динамика науки

Научное исследование может опираться на уже имеющиеся, признанные научным сообществом идеи, методологические принципы, мировоззренческие и аксиологические аксиомы. Тогда о нем говорят, что оно выполнено в рамках определенной научной традиции. Например, Роберт Бойль развивал традицию атомно-молекулярной механистической теории и расширил ее область применения, объясняя при помощи нее химические превращения веществ (как результат перегруппировки атомов). Однако исследование может носить напротив, революционный характер, опровергать уже имеющееся знание, методологию, аксиомы, тогда говорят о научной революции, коренном перевороте в представлениях ученых об области их исследования, методах ее познания, ценности тех или иных фактов и теоретических положений. Философско-научная проблема соотношения научных традиций и научных революций связана со множеством вопросов о специфике развития научного знания: существует ли преемственность между различными теориями, сменяющими друг друга? насколько глубоки и существенны научные революции? Есть ли прогресс в науке?

Имеется несколько концепций, претендующих на разрешение этой проблемы. Первую можно назвать традиционалистской, антиреволюционной. Согласно ей с момента возникновения науки Нового времени в ней наличествует постоянный гносеологический прогресс, постепенное нарастание, кумуляция нового знания (отсюда еще дно название этой концепции - кумулятивизм). Еще основателями этой научной традиции были выдвинуты первые теоретические положения, с тех пор они не претерпели принципиальных изменений, они лишь приспосабливались к новым, открываемым фактам, расширяли область применения, но в основе своей оставались неизменными. Например, с этой точки зрения, исследования в области оптики (прежде всего, доказательство предельности скорости света) показали, что законы классической галилеевской и ньютоновской механики имеют ограниченное применение, они действенны лишь для тел, движущихся со скоростями малыми по сравнению со скоростью света. Для тел, движущихся со субсветовыми скоростями была разработана другая, релятивистская, эйнштейновская механика. Но уравнения классической механики (преобразования Галилея) выводимы из уравнений релятивистской механики (преобразования Лоренца) и представляют их частный случай. Итак, с этой точки зрения в науке господствует принцип логического соответствия новой теории старым, научные революции относительны и представляют собой лишь изменения во второстепенных положениях, а научные традиции абсолютны, основные первостепенные положения такие как принцип инерции, закон сохранения энергии и т.д. не претерпевают изменений. Эту концепции развивали философы науки – позитивисты и неопозитивисты и ее до сих придерживаются многие, в основном представители естественных наук. Однако философами науки она давно подвергнута справедливой критике. Так, Т. Кун показал неадекватность принципа соответствия. Возьмем столь любимый кумулятивистами пример с соотношением классической и релятивистской механики, который мы уже упоминали. Согласно релятивистской формуле, показывающей зависимость массы тела от скорости его движения:

m=m0/√1-v2/c2

где m – масса тела, движущегося со скоростью v, m0 – масса поящегося тела, c – скорость света.

При малых значениях v действительно, изменение массы настолько мало, что математическим им можно пренебречь. Отсюда кумулятивисты делают вывод, что при определенных граничных условиях (скорость мала по сравнению со скоростью света) выводы релятивисткой механики и классической механики, которая утверждала, что с изменением скорости масса не изменяется, якобы совпадают. Но это ложное умозаключение. Пренебречь малым изменением массы – это только принятая в математике условность, на самом деле, как бы мало ни было изменение массы, оно все равно имеет физический смысл. То есть выводы релятивистской и классической механики противоположны, одна утверждает, что масса тела с ростом скорости растет и с уменьшением уменьшается, пусть и на ничтожно малую величину, вторая утверждает, что масса тела – величина неизменная. Перед нами два разных несовместимых взгляда на соотношение времени и материи.

Отсюда Кун сделал вывод, что наряду с периодами научной традиции или «нормальной науки», когда ученые не придумывают ничего фундаментально нового, а развивают уже имеющуюся общепринятую теорию (парадигму), существую периоды научных революций, когда одна парадигма заменяется другой, несовместимой с первой. Отсюда концепцию Куна можно охарактеризовать как концепцию чередования периодов традиций и революций. Кун первым среди философов науки стал изучать феномен научных революций. Среди наиболее характерных черт научной революции Т. Кун называет: 1) отказ научного сообщества от одной парадигмы в пользу другой, несовместимой с прежней; 2) сдвиг в проблематике научного исследования и в стандартах, определяющих правомерность проблем и закономерность решений; 3) трансформацию в восприятии мира научным сообществом. Примером научных революций являются возникновение СТО (специальной теории относительности) и ОТО (общей теории относительности). Согласно Куну если парадигмы несоизмеримы, кризис парадигмы возникает не потому, что некие экспериментальные данные опровергли парадигму (парадигма может так проинтерпретировать факты, что они станут ее подтверждать), а потому что ученые теряют старую научную веру, дух эпохи перестает соответствовать мировоззренческим идеям, заложенным в парадигме. Точно также, принимая новую научную веру, учены завершают научную революцию, делают окончательный выбор в пользу одной парадигмы. Итак, позиция Куна признает наличие и научных традиций, и научных революций.

Третья позиция абсолютизирует научные революции и отвергает традиции, поэтому ее можно назвать антитрадиционалистской, революционной. Ее представитель – П. Фейерабенд, который провозгласил, что нормальная наука – удел бездарей и имеет к науке очень косвенное отношение, ведь наука – это процесс творческой генерации новых идей. Причем, каждая теория – абсолютно новая, она несовместима и несоизмерима с другими теориями, никакого прогресса научного знания нет, а есть множество противоречивых теорий, каждая из которых удобна для разрешения того или иного вопроса. Нет также и универсальных методов научного познания и универсальных стандартов.

Четвертая концепция опять стремится примирить научные традиции и научные революции, но не так как это делал Кун, механистически и метафизически, а диалектически, стремясь показать связь между ними. Это концепция диалектики традиций и революций в научном исследовании, которой придерживались и диалектические идеалисты (Флоренский, Лосев) и диалектические материалисты (Кедров). С этой точки зрения традиции и революции – не абсолютные противоположности. Традиции – революционны, а революции – традиционны, ведь традиции сами возникают в результате революций (как та же ньютоновская механика), а революции используют идеи, которые принадлежали старой научной традиции, отброшенной предыдущей научной революцией (так, релятивистский тезис о связи материи и пространства и времени был высказан в общей форме еще Аристотелем, затем он был отброшен Ньютоном, а затем возродился на новом уровне развития науки в специальной теории относительности). Более того, традиция, исчерпывая себя, порождает революцию, революция, завершаясь, порождает традицию.

С проблемой научных традиций и научных революций тесно связана проблема динамики науки. По мере развития науки продуцируется все большее и большее количество нового знания. Это факт, который отражает реальность. Проблема же динамики науки состоит в том: можно ли представить этот рост как прогресс? Стандартная позитивистская концепция науки отвечает на этот вопрос однозначно положительно. Казалось бы, такой ответ, действительно, очевиден. Мы ведь знаем о небесных телах больше, чем древние греки, считавшие Землю – центром конечной, сферичной Вселенной. Однако этот ответ базируется на довольно шатких теоретических основаниях – положении об индуктивном характере научного познания. Это положение подверг критике К. Поппер. По мысли английского философа, индуктивный переход от эмпирического к теоретическому не оправдан, сколько бы ни было экспериментов, подтверждающих теоретическое положение, с точки зрения логики это еще не гарантирует, что новый эксперимент ее не опровергнет. Индукция в данном случае никогда не будет полной, поэтому экспериментально подтверждаемое знание не может быть точным, оно неизбежно носит вероятностный характер.

Итак, по Попперу всякая научая теория в той или иной степени гипотетична, представляет набор в той или иной степени вероятных предположений. И более того, любая теория будет рано или поздно опровергнута и заменена новой теорией, которую нельзя будет рассматривать как еще больше приблизившуюся к абсолютной истине, так как эту истину Поппер отвергает. Эта теория - тоже лишь только набор предположений. Казалось бы, ни о каком прогрессе научного знания тут говорить не приходится, но это не так. К. Поппер заявляет, что нет прогресса в содержание научных теорий, но есть – в глубине постановки научных проблем. Процесс научного познания Попер рисует следующим образом: сначала ученые ставят научную проблему – затруднение, связанное с объяснением некоего феномена. Затем выдвигают гипотезу – предположение, объясняющее феномен. Гипотезу подвергают экспериментальной проверке, которая дает либо отрицательный результат (фальсификация), либо положительный результат (верификация). Во втором случае гипотеза становится теорией, но и она существует лишь до тех пор, пока некий экспериментальный контрпример ее не опровергнет. Тогда ставится новая научная проблема, уже на гораздо более высоком уровне, чем прежняя. Снова повторяется цикл, пока не будет поставлена еще одна научная проблема, еще на более глубоком уровне и т.д. Схематически это выражается так:

П (1) – Г (1) – Эв (1) - Т (1) – К (1) – П (2) – Г(2) - Эв (2) – Т (2) – К (2)-

- П (3) – Г (3) - Эв (3) – Т (3) – К (3)- (П (4))…… П (n)

где П (1), П (2), П (3) … П (n) – научные проблемы, все возрастающей глубины;

Г (1), Г (2), Г (3) – гипотезы;

Эв (1), Эв (2), Эв (3) – экспериментальные проверки гипотез, приводящие к верификации;

Т (1), Т (2), Т (3) – теории;

К (1) – контрпримеры, опровергающие теории.

Рассмотрим это на примере из истории физической оптики. На рубеже Нового времени возникла проблема объяснения таких простейших законов оптики как законы отражения и преломления света (П (1)). Была выдвинута гипотеза (Г (1)), что свет представляет собой поток мельчайших частиц – корпускул. Экспериментальные проверки (Эв (1))казалось бы подтверждали эту гипотезу и она стала широко распространенной теорией (Т (1)). Однако в 19 веке были обнаружены явления интерференции и дифракции (К (1)), которые невозможно было объяснить при помощи корпускулярной теории света. Возникла новая проблема (П (2)): как объяснить эти явления? Была выдвинута гипотеза (Г (2)), что свет – это поток волн, распространяющихся в невидимой жидкости с малым весом и сопротивлением – эфире, заполняющей мировое пространство. Экспериментальные проверки (Эв (2)) подтвердили ее и она стала теорией (Т (2)) – волновой теорией света или теорией мирового эфира. Эксперимент Майкельсона-Морли (К (2)) поставил на ней крест и породил новую проблему (П (3)). Ее разрешила гипотеза о корпускулярно-волновом характере света, которая после проверок (Эв (3)) стала теорией, существующей до сих пор. Обратим внимание, что согласно Попперу, между корпускулярной (Т(1)), волновой (Т (2)) и корпускулярно-волновой (Т (3)) нет сущностной связи, поэтому их нельзя рассматривать как ступени на пути к абсолютной истине природе света. Корпускулярная и волновая теории прямо противоречат друг другу, а корпускулярно-волновая объединяет их только на первый взгляд, в действительности, согласно современной оптике свет не частицы и не волны в том смысле, как их понимали соответственно классические механистические корпускулярная и волновые теории, это микрообъекты со специфическими свойствами. Зато глубина проблемы, очевидно, возрастает: теперь мы уже не столь наивны в понимание природы света, как ученые 18 века, которые считали, что свет – поток частиц, ничем не отличающихся от макрообъектов, кроме размеров. Мы точно знаем, что свет – не механистические частицы, ни механистические волны, хотя, что он есть на самом деле мы точно не знаем, и, как убеждён Поппер, вряд ли когда-нибудь узнаем.

Американский философ науки Т. Кун тоже отвечает на вопрос о прогрессе научного знания неоднозначно, но не так, как Поппер. По Куну в развитии науки можно выделить два периода: первый – период «нормальной науки», второй – период «научной революции». На протяжении периода «нормальной науки» все ученые придерживаются одной фундаментальной теории парадигмы (от греческого «парадейгма» - образец) и дорабатывают ее частные проблемы. В этот период в науке наличествует прогресс, как его описывали позитивисты: круг объясненных фактов расширяется и расширяется. Но наступает период научной революции, парадигма рушится из-за изменений в мировоззрении всего общества, ей на смену приходит иная парадигма, которая несет с собой новый, принципиально иной взгляд на мир. Следующие друг за другом парадигмы, по Куну, несоизмеримы, содержат в своем «ядре» недоказуемые экспериментально мировоззренческие положения (например, о свойствах пространства), поэтому если брать не отдельные периоды, а всю историю науки, то никакого прогресса, ни в содержании научных теорий, ни в постановке научных проблем, нет. Следует подчеркнуть, что здесь Кун отвергает точку зрения Поппера. По его мнению о глубине постановки проблем мы можем судить лишь по критериям, внутренних для каждой парадигмы. В рамках другой парадигмы такая постановка вообще теряет смысл.

В качестве примера несоизмеримости парадигм Кун приводит соотношение специальной теории относительности и классической механики. Казалось бы, при определенных граничных условиях (а именно: при скоростях, гораздо меньших скорости света) уравнения СТО превращаются в уравнения механики Ньютона. Но это означает лишь математическую сводимость друг к другу уравнений Эйнштейна и Ньютона. Но под значками «t» - время, «l» - длина, «m»-масса на самом деле у Ньютона и у Эйнштейна скрываются разные смыслы. Масса у Ньютона – неизменна величина, если тело весит 1 кг, то оно в любой системе отсчета весит 1 кг. У Эйнштейна масса – это переменная величина, тело имеет определенную массу лишь при определенной скорости движения. Перед нами две физические картины мира, которые, по Куну, несводимы друг к другу.

Американский философ науки Пол Фейерабенд довел эту логику до завершения. Он завил, что вообще никакой «нормальной науки» по крайней мере, быть не должно. Наука – это творческий процесс, порождающий множество несоизмеримых и равноценных теорий (так как нет единого критерия, по отношению к которому они становились бы истинными или ложными), соответственно, нет никакого прогресса в науке, кроме количественного роста любых, даже самых абсурдных теорий (ведь и абсурдная теория может пригодиться в определенной ситуации).

Марксистская методология науки противопоставила стандартной модели позитивистов с одной стороны и релятивистским концепциям Поппера, Куна, Фейерабенда - с другой диалектическую концепцию научного прогресса. Согласно ей прогресс в науке, конечно, не поступательный, иногда ученым приходится возвращаться к прежним, даже давно отвергнутым теориям, при этом перетолковывая их с учетом новых достижений науки и наполняя новым содержанием. Так, идея Аристотеля и Августина Аврелия о связи пространства и времени с материальным миром, отвергнутая Ньютоном, который ввел понятия абсолютного пространства и времени, возродилась в теории относительности. В то же время будет преувеличением говорить о некоей полной несоизмеримости имеющихся теорий. Какой бы ни была трактовка основных категорий физической картины мира, механика остается механикой – наукой о движении тел в пространстве и времени и ее частные случаи, как релятивистская механика, сводятся к некоей общей теории. Прогресс в науке марксистская философия науки иллюстрирует при помощи метафоры спирали – научное знание возвращается к прежним идеям на новом более высоком уровне развития постепенно, отметая шелуху относительных истин, приближаясь к истине абсолютной.

2.10. Этапы становления научного знания: гипотеза-теория-парадигма-картина мира

Основные этапы становления научной теории – проблема, гипотеза, теория, парадигма, картина мира.

Научная проблема – это вопрос, возникший в ходе исследования и связанный с тем, что какой-либо феномен нуждается в объяснении. Проблема – не застывшая форма научного познания, а процесс, предполагающий два момента – постановку и разрешение. Разрешение одной проблемы приводит к постановке других проблем. Пример научной проблемы – отсутствие эфирного ветра в эксперименте Майкельсона-Морли (в конце 19 века два американских физика – Майкельсон и Морли провели эксперимент, который показал, что эфира – гипотетической жидкости, в которой, как считали тогда, распространяются электромагнитные колебания, нет. Тем самым была поставлена проблема распространения электромагнитных волн, попытки разрешить которую привели к созданию теорий относительности).

Научная гипотеза – предположение, выдвинутое для разрешения какой-либо научной проблемы. В отличие от простого предположения научная гипотеза должна внутренне не противоречивой, связанной с уже имеющимся научным знанием и допускающей возможность ее подтвердить или опровергнуть при помощи эксперимента. Подтвердившаяся гипотеза становится теорией. Пример гипотезы – квантовая гипотеза Планка (в начале ХХ века австрийский физик Планк предположил, что при движении электрона вокруг ядра атома он излучает энергию не постоянно, а дискретными порциями – квантами, тем самым было положено начало квантовой механике)

Научная теория – сложная форма научного знания, объясняющая научную проблему при помощи описания идеальных объектов и раскрытия законов их взаимодействия. Теория должна отвечать следующим критериям: эмпирическая проверяемость, согласованность с данными опыта, логическая непротиворечивость, логическая простота, достаточно большой объем области применения, перспективы создания на основе этой теории другой, более общей теории. Пример теории – эволюционная теория Дарвина, классическая механика Ньютона.

Парадигма – теория, которая стала общепризнанным образцом, разделяется значительным количеством или всеми членами научного сообщества, задающая логические, методологические, аксиологические нормативы научного исследования в данной области (то есть образцовые алгоритмы, методы и ценности). Пример парадигмы – механистическая физика 17-19 веков.

Картина мира – совокупность парадигм, описывающих и объясняющих целый аспект реальности (физическая, химическая, биологическая картины мира).

Дата добавления: 2014-12-27