Структура научной теории: понятие, классификация, функции, сущность и примеры. Теория научная
Давайте немного разберемся с этим. Говоря, что вы не можете выиграть, Сноу имел в виду то, что поскольку материя и энергия сохраняются, вы не можете получить одно, не потеряв второе (то есть E=mc²). Также это означает, что для работы двигателя вам нужно поставлять тепло, однако в отсутствии идеально замкнутой системы некоторое количество тепла неизбежно будет уходить в открытый мир, что приведет ко второму закону.
Второй закон - убытки неизбежны - означает, что в связи с возрастающей энтропией, вы не можете вернуться к прежнему энергетическому состоянию. Энергия, сконцентрированная в одном месте, всегда будет стремиться к местам более низкой концентрации.
Наконец, третий закон - вы не можете выйти из игры - относится , самой низкой теоретически возможной температуре - минус 273,15 градуса Цельсия. Когда система достигает абсолютного нуля, движение молекул останавливается, а значит энтропия достигнет самого низкого значения и не будет даже кинетической энергии. Но в реальном мире достичь абсолютного нуля невозможно - только очень близко к нему подойти.
Сила Архимеда
После того как древний грек Архимед открыл свой принцип плавучести, он якобы крикнул «Эврика!» (Нашел!) и побежал голышом по Сиракузам. Так гласит легенда. Открытие было вот настолько важным. Также легенда гласит, что Архимед обнаружил принцип, когда заметил, что вода в ванной поднимается при погружении в него тела.
Согласно принципу плавучести Архимеда, сила, действующая на погруженный или частично погруженный объект, равна массе жидкости, которую смещает объект. Этот принцип имеет важнейшее значение в расчетах плотности, а также проектировании подлодок и других океанических судов.
Эвoлюция и естественный отбор
Теперь, когда мы установили некоторые из основных понятий о том, с чего началась Вселенная и как физические законы влияют на нашу повседневную жизнь, давайте обратим внимание на человеческую форму и выясним, как мы дошли до такого. По мнению большинства ученых, вся жизнь на Земле имеет общего предка. Но для того, чтобы образовалась такая огромная разница между всеми живыми организмами, некоторые из них должны были превратиться в отдельный вид.
В общем смысле, эта дифференциация произошла в процессе эволюции. Популяции организмов и их черты прошли через такие механизмы, как мутации. Те, у кого черты были более выгодными для выживания, вроде коричневых лягушек, которые отлично маскируются в болоте, были естественным образом избраны для выживания. Вот откуда взял начало термин естественный отбор.
Можно умножить две этих теории на много-много времени, и собственно это сделал Дарвин в 19 веке. Эволюция и естественный отбор объясняют огромное разнообразие жизни на Земле.
Общая теория относительности Альберта Эйнштейна была и остается важнейшим открытием, которое навсегда изменила наш взгляд на вселенную. Главным прорывом Эйнштейна было заявление о том, что пространство и время не являются абсолютными, а гравитация - это не просто сила, приложенная к объекту или массе. Скорее гравитация связана с тем, что масса искривляет само пространство и время (пространство-время).
Чтобы осмыслить это, представьте, что вы едете через всю Землю по прямой линии в восточном направлении, скажем, из северного полушария. Через некоторое время, если кто-то захочет точно определить ваше местоположение вы будете гораздо южнее и восточнее своего исходного положения. Это потому что Земля изогнута. Чтобы ехать прямо на восток, вам нужно учитывать форму Земли и ехать под углом немного на север. Сравните круглый шарик и лист бумаги.
Пространство - это в значительной мере то же самое. К примеру, для пассажиров ракеты, летящей вокруг Земли, будет очевидно, что они летят по прямой в пространстве. Но на самом деле, пространство-время вокруг них изгибается под действием силы тяжести Земли, заставляя их одновременно двигаться вперед и оставаться на орбите Земли.
Теория Эйнштейна оказала огромное влияние на будущее астрофизики и космологии. Она объяснила небольшую и неожиданную аномалию орбиты Меркурия, показала, как изгибается свет звезд и заложила теоретические основы для черных дыр.
Принцип неопределенности Гейзенберга
Расширение теории относительности Эйнштейна рассказало нам больше о том, как работает Вселенная, и помогло заложить основу для квантовой физики, что привело к совершенно неожиданному конфузу теоретической науки. В 1927 году осознание того, что все законы вселенной в определенном контексте являются гибкими, привело к ошеломительному открытию немецкого ученого Вернера Гейзенберга.
Постулируя свой принцип неопределенности, Гейзенберг понял, что невозможно одновременно знать с высоким уровнем точности два свойства частицы. Вы можете знать положение электрона с высокой степенью точности, но не его импульс, и наоборот.
Позже Нильс Бор сделал открытие, которое помогло объяснить принцип Гейзенберга. Бор выяснил, что электрон обладает качествами как частицы, так и волны. Концепция стала известна как корпускулярно-волновой дуализм и легла в основу квантовой физики. Поэтому, когда мы измеряем положение электрона, мы определяем его как частицу в определенной точке пространства с неопределенной длиной волны. Когда мы измеряем импульс, мы рассматриваем электрон как волну, а значит можем знать амплитуду ее длины, но не положение.
1. Кротовые норы
Представьте, что вам нужно попасть в некоторую точку пространства, которая находится очень далеко от вас. На самом деле, буквально каждая точка Вселенной находится очень далеко, ведь с нынешним уровнем развития технологий даже путешествие к краю Солнечной системы - очень длинный путь. При таком сценарии очень хочется срезать углы, чтобы прибыть в точку назначения пораньше. И вот тут и появляется идея кротовых нор.
Как оказалось, общая теория относительности Эйнштейна допускает существование черных дыр, которые служат мостами между различными участками Вселенной или даже выходом в другую Вселенную.
Такой мост имеет форму трубы, соединяющей различные точки в пространстве-времени. И если упростить пространство до двухмерной модели и представить в качестве обыкновенного согнутого листа, то кротовая нора - это открытый туннель, кратчайший путь между его половинами.
Очевидно, что такой способ перемещения значительно более эффективен и рационален. К сожалению, на сегодня кротовые норы так и остаются теоретической моделью, с которой мы ещё не сталкивались в реальности.
Тем не менее, иногда теоретические модели становятся удивительно хорошим подспорьем для фантазий, и фильм «Интерстеллар », в котором кротовые норы - одна из основных научных концепций, тому прекрасное подтверждение.
2. Теория относительности
В прошлом пункте мы упомянули общую теорию относительности Эйнштейна. Поговорим о ней чуточку подробнее.
Отметим сначала, что есть две теории относительности: специальная и общая.
Специальная теория появилась раньше, и именно она привлекает наше внимание. Она гласит, что ничто во Вселенной не может двигаться быстрее скорости света. Более того, она показывает, что течение времени различно для людей, движущихся с разной скоростью. И тут начинается самое интересное.
Согласно этой теории, если разделить двух близнецов, и одного оставить на Земле, а другого отправить в космос путешествовать со скоростью, близкой к скорости света, то, когда они встретятся, их возраст будет значительно (еще раз - значительно!) различаться.
И вновь эту идею замечательно иллюстрирует фильм «Интерстеллар ». Всё-таки этот фильм однозначно стоит тех 3-х часов, которые вы проведете в компании Мэтью МакКоннахи и окружении многообразных научных теорий, описанных простыми словами.
Вернёмся к теории относительности. По правде говоря, движение, близкое к скорости света, малореализуемо на практике. Тем не менее, даже если вы гуляете с другом и он идёт чуть быстрее вас, то время для него течёт медленней. Разумеется, это разница настолько мала, что вы никогда её не ощутите, но она есть! Именно поэтому, как говорится, хотите оставаться молодыми - двигайтесь!
Лекция физика Эмиля Ахмедова о специальной теории относительности.
3. Судьба Вселенной
Существует несколько основных сценариев конца Вселенной.
1. Большое сжатие (большой хлопок)
Большинство астрофизиков сходятся во мнении, что Вселенная началась с Большого Взрыва. До этого же она была сосредоточена в сингулярности, точке с бесконечной плотностью.
Сценарий большого сжатия предполагает, что однажды расширение Вселенной заменится на обратный процесс, сжатие. И всё пойдет обратным чередом.
Тем не менее, многие физики не воспринимают эту теорию всерьез, поскольку на данный момент Вселенная расширяется, причём делает это с ускорением. Поэтому догадки о том, когда-нибудь это прекратится, не имеют качественного обоснования.
2. Тепловая смерть
Это абсолютная противоположность большому сжатию. Теория предполагает, что расширение будет продолжаться, и в конечном итоге всё, что останется от Вселенной - это элементарные частицы, беспорядочно летающие по Вселенной. Вселенную в буквальном смысле порвёт на мельчайшие частицы.
Дело в том, что согласно законам термодинамики, энтропия в любой замкнутой системе возрастает, а это означает, что рано или поздно вся материя распределится по Вселенной в качестве элементарных частиц.
Все звёзды погаснут и энергии, чтобы зажечь новые, уже просто не будет.
3. Когда время остановилось
Это не самая популярная теория, но она всё же очень интересна. Задумайтесь, есть ли на свете что-то бесконечное? Наверное, если задать такой вопрос большому количеству людей, то самым популярным вариантом ответа будет время. И действительно, должен ведь один момент отличаться от другого, не может ведь всё застыть в одном моменте - раз и навсегда?
Предположим, что существование Вселенной будет длиться бесконечно долго. В таком случае всё, что может произойти, произойдет. В действительности подобное предположение противоречит многим вычислениям. Поэтому учёные выдвинули теорию, что само время конечно и когда-нибудь оно остановится.
Возможно, однажды мы и сами не почувствуем и не поймём, как начнётся начало нашей «бесконечной» жизни, не имеющей никакого смысла.
4. Экпиротический сценарий
Есть вероятность, что наша Вселенная родилась несколько иначе, чем многие себе представляют.
Согласно экпиротическому сценарию, существует два трёхмерных мира, которые отделены друг от друга невероятно маленьким расстоянием, составляющим менее диаметра атома. Каждая точка одного мира соседствует с точкой в другом мире. Эти миры медленно отдаляются друг от друга, одновременно расширяясь. Но в некоторые моменты времени эти миры сталкиваются, создавая новый Большой взрыв.
Такое происходит постоянно и циклично, порождая бесконечные серии Больших взрывов.
5. Гипотеза Геи
Эту гипотезу сформулировал в 1960-х годах ученый Джеймс Лавлок, который назвал Землю саморегулирующимся организмом. Это не означает, что Земля действительно живая, она лишь состоит из сложных составляющих, которые очень удачно и умело взаимодействуют.
Согласно гипотезе Геи, эти взаимодействия работают настолько слаженно, что поддерживают Землю в состоянии, необходимом для сохранения жизни.
Сам учёный Джеймс Лавлок доказывает гипотезу как минимум теми фактами, что температура земной поверхности остаётся очень стабильной, несмотря на увеличение количества солнечной радиации. Также он отметил постоянство солёности океана и состава атмосферы, несмотря на факты, которые должны были вывести их из равновесия.
6. Антропный принцип
Эта идея отталкивается от того, что Вселенная именно такая, какая нужна нам для жизни. Достаточно удивительный факт, если учесть, что жизни не существовало бы, изменись любая физическая константа на долю процента. Появляется вопрос: если Вселенная идеально подходит для нас, может быть, она и была создана для нас?
Существует два антропных принципа: слабый и сильный.
Слабый принцип утверждает, что Вселенная лишь допускает зарождение жизни. То есть, мы можем заменить вопрос «почему Вселенная устроена именно так, как она устроена?» на «почему Вселенная устроена так, что в ней возникли разумные существа, задающие вопрос о причинах устройства наблюдаемой Вселенной?». Или, проще говоря, мы уже изначально подразумеваем, что во Вселенной зародилась разумная жизнь. Если бы её не было, никто бы не задал вопрос о том, почему Вселенная такая, какая она есть.
Сильный же принцип утверждает, что Вселенная обязана быть устроена так, чтобы в ней могла зародиться жизнь. В поддержку этой недоказанной гипотезы высказывается мнение, что существует некоторый закон, благодаря которому все физические константы обязаны равняться тем значениям, каким они равняются и они не могут от них отличаться.
Таким образом, слабый принцип - это лишь хорошее упражнение на логику: «мы живём, потому что мы живём», а сильный принцип - это уже настоящее поле для споров и рассуждений.
7. Бритва Оккама
Но давайте отойдем от вопросов из физики о Вселенной и перейдем к логике. Бритва Оккама - это, вероятно, самый известный логический принцип, который следует знать каждому.
По мнению английского логика Уильяма Оккама, элегантные объяснения скорее окажутся верными, нежели извилистые и беспорядочные. Его идеи заключались в том, чтобы делать меньше предположений, необходимых для выполнения работы.
Таким образом, держитесь простоты - вот суть бритвы Оккама.
Осознав эту идею, «сбрейте» всё ненужное, оставив лишь основные элементы.
Мы рассмотрели некоторые популярные научные теории. Тем не менее, их существует куда больше и, без сомнений, их количество будет расти.
ТИПОЛОГИЯ НАУЧНЫХ ТЕОРИЙ
Исследуя вопрос о сущности и происхождении научных теорий, необходимо обратить внимание на их классификацию. Науковеды и методологи обычно выделяют три типа научных теорий.
К первому типу теорий относятся описательные (эмпирические) теории - эволюционная теория Ч. Дарвина, физиологическая теория И. Павлова, различные психологические теории, традиционные лингвистические теории и тому подобное. На основании многочисленных опытных данных эти теории описывают определенную группу объектов и явлений, формулируют эмпирические обобщения, а затем и законы, которые становятся базой теории. Теории этого типа формулируются в обычных естественных языках с привлечением лишь специальной терминологии. В них обычно не формулируются явным образом правила используемой логики и не проверяется корректность проведенных доказательств. Описательные теории носят по преимуществу качественный характер.
Второй тип научных теорий составляют математизированные научные теории, использующие аппарат и модели математики. В данных теориях конструируется математическая модель, представляющая собой особый идеальный объект, замещающий и представляющий некий объект реального мира. Примером являются логические теории, теории из области теоретической физики. Обычно эти теории основаны на аксиоматическом методе - наличии ряда базовых аксиом, из которых выводятся все остальные положения теории. Часто к исходным данным аксиомам, которые отвечают признакам очевидности и непротиворечивости, добавляется какая-то гипотеза, возведенная в ранг аксиомы. Такая теория должна быть обязательно проверена на практике.
Третий тип - дедуктивные теоретические системы. К их построению привела задача обоснования математики. Первой дедуктивной теорией явились «Начала» Евклида, построенные с помощью аксиоматического метода. Исходные положения таких теорий формулируются в самом начале, а затем в теорию включаются лишь те утверждения, которые могут быть получены путем логического вывода из этой основы. Все логические средства, используемые в этих теориях, строго фиксируются, и доказательства теории строятся в соответствии с этими средствами. Для построения дедуктивных теорий обычно используются особые формализованные языки. Такие теории обладают большой степенью общности, поэтому возникает очень сложная проблема интерпретации этих теорий, превращение их формального языка в знание в собственном смысле слова.
ФИЛОСОФИЯ И НАУЧНАЯ ТЕОРИЯ
Специфическая роль философии в научном познании состоит в том, что сама философия выступает как орудие или способ познание, наделяющего субъект познания способностью к теоретическому мышлению. Речь идет о том, что ученые осознанно или неосознанно поднимаются на уровень теоретического осмысления бытия и сущности познания, что как только перед ученым раскрывается это осмысление бытия, то можно говорить, что в сознании данного ученого присутствует философия.
Возникает вопрос, в каком виде, она, философия присутствует? На это можно ответить следующим образом. Она присутствует в виде логики и методологии познания, в виде мировоззренческих схем, картины мира, миропонимания, как совокупности наиболее фундаментальных научных положений, с помощью которых человек создает единство в понимании процессов, происходящих в окружающем мире, в виде образа (парадигмы) научных теорий, определенного стиля научного мышления. В том контексте философия является наукой о наиболее общих универсальных законах бытия, формулирует такие понятия и категории, которые в силу своей абстрактности и всеобщности могут синтезировать материал, накопленный во всех других формах сознания, и таким образом создавать синтетические формы сознания, высшие интегральные формы отражения мира. Это такие формы, как мироощущение, миропонимание, картина мира, мировоззрение, и через эти формы интегрального сознания, ученый наделяется такой рефлектирующей способностью, как возможность отражать в категориях, логических конструкциях окружающий мир.
Философия возникла как новая попытка теоретического осмысления мира, обнаружения универсальных связей явлений мира. Ведь первые философы ставили вопрос - из чего все возникает? Что является основой всего? Это означает, что они искали такую абстракцию сущностей, к которой можно свести все другие абстракции мира. Под «абстракцией» понимается отвлеченное понятие, которое отображает какую-то одну сущность. Следовательно, философия дает нашему познанию саму методику построения теории.
Теория - наиболее сложная и развитая форма научного знания, дающая целостное отображение закономерных и существенных связей определенной области действительности.
Любая теоретическая система, как показал К. Поппер, должна удовлетворять двум основным требованиям:
1. Непротиворечивости (т.е. не нарушать соответствующий закон формальной логики) и фальсифицируемости - опровержимости.
2. Опытной экспериментальной проверяемости.
Теория, по Попперу, есть инструмент, проверка которого осуществляется в ходе его применения и о пригодности которого судят по результатам таких применений.
Любая теория - это целостная развивающаяся система истинного знания (включающая и элементы заблуждения), которая имеет сложную структуру и выполняет ряд функций. В современной методологии науки выделяют следующие основные компоненты, элементы теории:
1. Исходные основания - фундаментальные понятия, принципы, законы, уравнения, аксиомы и т. п.
2. Идеализированные объекты - абстрактные модели существенных свойств и связей изучаемых предметов (например, «абсолютное черное тело», «идеальный газ» и т.п.).
3. Логика теории - совокупность определенных правил и способов доказательства, нацеленных на прояснение структуры и изменения знания.
4. Философские установки и ценностные факторы.
5. Совокупность законов и утверждений, выведенных в качестве следствий из основоположений данной теории в соответствии с конкретными принципами.
Методологически важную роль в формировании теории играет абстрактный, идеализированный объект («идеальный тип»), построение которого - необходимый этап создания любой теории, осуществляемый в специфических для разных областей знания формах. Этот объект выступает не только как мысленная модель определенного фрагмента реальности, но и содержит в себе конкретную программу исследования, которая реализуется в построении теории.
Если на эмпирической стадии преобладает обобщение фактов и установление эмпирических законов, то теоретические законы формулируются не на основе изучения опытных данных, а путем определенных мыслительных действий с идеализированными объектами.
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.
Так, математические теории характеризуются высокой степенью абстрактности. 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 абстрактных структур.
Теории опытных (эмпирических) наук - физики, химии, биологии, социологии, истории и др. - по глубине проникновения в сущность изучаемых явлений можно разделить на два больших класса: феноменологические и нефеноменологические.
Феноменологические (их называют также 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 существенные 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.
К числу основных функций теории можно отнести следующие:
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.
5. Практическая функция. Конечное предназначение любой теории - быть воплощенной в практику, быть «руководством к действию» по изменению реальной действительности.
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:
1.Сообщает наибольшее количество информации, т.е. имеет более глубокое содержание; 2. Является логически более строгой; 3. Обладает большей объяснительной и предсказательной силой; 4. 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.
19 . Основные формы научного знания: проблема, научный факт, гипотеза, теория.
Проблема
Проблемами называют важные в практическом или теоретическом отношении задачи, способы решения которых неизвестны или известны не полностью.
От обыденных вопросов проблема отличается прежде всего своим предметом – это есть вопрос о сложных свойствах, явлениях, о законах действительности, для познания которых необходимы специальные научные средства познания – научная система понятий, методология и методика исследования, техническое оснащение.
Проблема ставится или формируется наукой.
Проблема имеет сложную структуру. Она может представлять собой систему более частных, составляющих ее проблем. Так, например, проблема социализма включает проблемы развития производительных сил, характера собственности, принципа распределения, формы государственного устройства.
В структуре проблемы можно выделить 2 основных компонента: предварительное, частичное знание о предмете и более или менее определенное наукой незнание. Таким образом проблема представляет собой противоречивое единство знания и незнания или знания и знания о незнании. Проблема не является чистым незнанием, она содержит элементы положительного знания о предмете и знание о незнании, которое тоже представляет собой своеобразное знание, существенный намек на будущее решение проблемы.
1. конструктивные проблемы – они могут конструироваться до появления разрешающей их теории;
2. реконструктивные проблемы – они могут реконструироваться, т.е. формулироваться на основе уже готовой теории, с позиций которой становится ясно, какие в действительности проблемы она решила.
Чаще всего проблемы конструируются и реконструируются после возникновения соответствующей теории.
Также проблемы бывают:
неразвитые – это задачи, которые характеризуются след чертами: а) это нестандартная задача, для решения которой не известен алгоритм, б) задача, которая возникла как закономерный результат познания, в) задача – решение которой направлено на устранение противоречия, возникшего в познании, а также на устранение несоответствия м/у потребностями и наличием средств для их удовлетворения, г) задача, путей решения к-ой не видно.
Задача которая характеризуется тремя первыми из указанных выше черт, а так же содержит более или менее конкретные указания на пути решения, называется развитой проблемой. Собственно проблемы делятся на виды по степени конкретности указания на пути их решения. Т.о. развитая проблема – это знание о некотором не знании, дополненное определенным указанием путей устранения этого незнания.
Научная проблема всегда формулируется на базе достаточно основательных предварительных исследований.
В ходе развития общества нередко возникали и псевдопроблемы, связанные с заблуждениями, недостаточной научной подготовкой, амбицией отдельных исследователей. Огромная масса проблем связана с религией и суеверием.
Гипотеза
Гипотеза – предположительное решение проблемы.
Потребность в гипотезе возникает, когда неясна связь между явлениями, когда по некоторым характеристикам настоящего нужно восстановить картину прошлого и настоящего, сделать вывод о будущем развитии явления.
В качестве гипотезы выступают не только отдельные предположения, но и целые теории и концепции, имеющие более или менее развернутый характер.
Основное свойство гипотезы – множественность: каждая проблема науки вызывает появление целого ряда гипотез, из которых отсеиваются наиболее вероятные, пока не произведется окончательный выбор одной из них или синтез.
Гипотеза → Научная теория
Выдвижение гипотезы на основе определенных фактов – это только первый шаг. Сама гипотеза в силу своего вероятностного характера требует проверки, доказательства. После такой проверки гипотеза или становится научной теорией, или видоизменяется, или отбрасывается, если проверка дала отрицательный результат.
Основные правила выдвижения и проверки гипотез:
1) гипотеза должна находиться в согласии или, по меньшей мере, быть совместимой со всеми фактами, которых она касается;
2) из множества противостоящих друг другу гипотез, выдвинутых для объяснения серии фактов, предпочтительнее та, которая единообразно объясняет большее их число;
3) для объяснения связной серии фактов нужно выдвигать возможно меньших различных гипотез, и их связь должна быть более тесной;
4) при выдвижении гипотез необходимо сознавать вероятностный характер ее выводов;
5) гипотезы, противоречащие друг другу, не могут быть вместе истинными, за исключением того случая, когда они объясняют различные стороны и связи одного и того же объекта
Факт, научный факт
Факт – это зафиксированное нашим сознанием реальное событие или явление. Фактом служит само реальное событие, а его фиксация, делая событие «фактом для нас», выступает лишь в роли объективного регистратора событий.
Одним из средств регистрации фактов выступает язык. Язык – знаковая система любой физической природы, выполняющая познавательную и коммуникативную (общение) функции в процессе человеческой деятельности. Язык может быть естественным и искусственным. Естественный язык – язык повседневной жизни, служащий формой выражения мыслей и средством общения между людьми. Искусственный язык создается людьми для каких-либо узких потребностей.
Важнейшим свойством фактов является их принудительная сила: в системе развивающейся науки и общественно-исторической практики факты принуждают делать определенные теоретические заключения, независимо от того, соответствуют ли они принятым представлениям, привычкам и сложившимся интересам личностей, групп, классов.
1. объективный факт – некоторое событие, явление, фрагмент реальности, которые составляют объект человеческой действительности или познания
2. научный факт – это отражение объективного факта в человеческом сознании, т.е. его описание посредством некоторого языка.
Научные факты служат основой теоретических построений. Совокупность научных фактов составляют научное описание. Научный факт неотделим от языка, на котором он выражен, и от терминов, в качестве которых выступают понятия.
Теория – это достоверное (в диалектическом смысле) знание об определенной области действительности, представляющее собой систему понятий и утверждений и позволяющее объяснять и предсказывать явления из данной области.
Не все философы считают что достоверность это необходимый признак теории. В связи с этим выделяют два подхода. Представители первого подхода если и относя к теориям концепции, которые могут оказаться не достоверными, то все же считают, что задача науки – создание истинных теорий. Представители другого подхода считают, что теории не являются отражением реальной действительности. Теорию они понимают как инструмент познания. Одна теория лучше другой, если она является более удобным инструментом познания. Принимая достоверность за отличительную черту теории, мы отграничиваем этот вид знания от гипотезы.
Теория – это высшая, самая развитая организация научных знаний, которая дает целостное отображение закономерностей некоторой сферы действительности и представляет собой знаковую модель этой сферы. Эта модель строиться таким образом, что некоторые из ее характеристик, которые имеют наиболее общую природу, составляют ее основу, другие же подчиняются основным или выводятся из них по логическим правилам. Например, строгое построение геометрии Евклида привело к системе высказываний (теорем), которые последовательно выведены из немногих определений основных понятий и истин, принятых без доказательств (аксиом). Особенностью теории является то что она обладает предсказательной силой. В теории имеется множество исходных утверждений, из которых логическими средствами выводятся другие утверждения, т.е. в теории возможно получение одних знаний из других без непосредственного обращения к действительности. Теория не только описывает определенный круг явлений, но и дает им объяснение. Теория является средством дедуктивной и индуктивной систематизации эмпирических фактов. Посредством теории можно установить определенные отношения между высказываниями о фактах, законах и т.д. в тех случаях, когда вне рамок теории такие отношения не наблюдаются.
ТЕОРИЯ НАУЧНАЯ – целостная система знания, совокупность фундаментальных положений, дающих описание, объяснение и предсказание каких-либо явлений, аспектов действительности. В более общем случае любая теория – это некоторое объяснение каких-либо явлений и процессов. Научной теория может быть в том случае, когда для этого объяснения используется научный инструментарий, основные научные методы и принципы, а объект исследования представляет собой реально существующее явление.
Теория в определенном отношении сходна с моделируемой реальностью, является ее упрощением и служит целям познания этой реальности. Она выступает как форма синтетического знания, в границах которой отдельные понятия, гипотезы и законы теряют прежнюю автономность и становятся элементами целостной системы.
На теоретическом уровне исследователи получают ответы на вопросы о том, каково содержание объекта исследования, и почему он устроен и функционирует именно таким образом.
Методы построения теории:
аксиологический,
гипотетико-дедуктивный,
метод восхождения от абстрактного к конкретному и др.
К основным компонентам теории относятся: основные понятия, принципы, законы, идеализированные объекты.
Среди способов построения теории особую роль играют наделение основных положений логическими связями, минимизация исходных допущений, построение её в форме аксиоматической системы, её формализация.
Теория - это дедуктивная система утверждений. Дедуктивная организация может начинаться с множества независимых предложений и заканчиваться аксиоматическим построением теории, являющейся высшей ступенью дедуктивной организации.
Теории подразделяются на описательные, математизированные, дедуктивные и индуктивные, фундаментальные и прикладные, «открытые» и «закрытые», объясняющие и описывающие (феноменологические), физические, социологические и т.д.
Независимо от своего типа научная теория – это совокупность, целостная органическая развивающаяся система. Для теории обязательным является требование обоснования основных положений, объяснения широкого круга явлений, вскрытия причин и закономерностей изучаемых явлений. И «всегда остается неизменным самое существенное требование к любой научной теории – теория должна соответствовать фактам… В конечном счете только опыт вынесет решающий приговор» (Эйнштейн А. Физика и реальность. – М., 1987. – С. 260.). Т.е. под теорией нужно понимать эмпирически обоснованную систему гипотез, существующую до последующего опровержения практикой.
Научная теория должна быть непротиворечивой, обладать простотой, целостностью, полнотой, завершенностью. «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 никогда не является точным отображением природы в соответствующей области, она есть некая идеализация опыта, осуществляемая с помощью понятийных оснований теории и обеспечивающая определенных успех» (Гейзенберг В. Шаги за горизонт. – М., 1992.– С. 185–186.)
«Теория преследует две цели: 1. Охватить по возможности все явления в их взаимосвязи (полнота). 2. Добивается 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» (Эйнштейн А. Физика и реальность. – М., 1987.– С. 264.).
«Если соединять факты некоторой специфической области более или менее исчерпывающим образом, то мы быстро убедимся, что эти факты могут быть выстроены в определенном порядке. Этот порядок устанавливается неизменно с помощью некоторой понятийной структуры такой, в которой существует связь между индивидуальными объектами данной области знания и понятиями структуры и между теми же фактами в данной области знания и логическими отношениями среди понятий. Понятийная структура есть ни что иное, как теория данной области знания… Если мы рассмотрим имевшиеся теории более тщательно, то во всех случаях увидим, что в основании их понятийной структуры лежат именно те несколько предположений о данной области знания, которые достаточны для построения из них полной структуры знания в этой области в соответствии с логическими принципами… по мере дальнейшего развития любой науки становится все более необходимым целенаправленное выделение ее основополагающих предположений в чистом виде, осознания их в качестве аксиом и «помещение» их в «фундамент» данной области знания… Если теоретическая основа конкретной науки - это представляющая ее понятийная структура, то для упорядочивания и развития исходной области знания ей необходимо соответствовать двум основным требованиям: она должна, во-первых, предлагать общий взгляд на зависимость или независимость утверждений теории и, во-вторых, гарантировать непротиворечивость всех утверждений теории. Эти пункты обязательны для аксиом каждой теории» (Гильберт Д. Избранные труды. Т. II. Анализ. Физика. Проблемы. Personalia. – М.: Изд-во «Факториал», 1998. – С. 81.).
«Человек... никогда не упускает из виду, что в основе теории лежит предположение, гипотеза и никогда не забывает существования той ненаполнимой бездны, которая разделяет гипотезу – как бы вероятна она не казалась – от факта» (Бутлеров А.М. Соч. Т.3.– М., 1958. – С. 54).
Лит.: (1) Методологический анализ оснований математики / Отв. ред. М.И. Панов; Пер. с англ. А.Г. Барабашева. – М., 1988; (2) Рузавин Г.И. Научная теория: Логико-методологический анализ. – М., 1978; (3) Рузавин Г.И. Методология научного познания. – М., 1999.
