1.3.3. Способы построения и подтверждения научных теорий

1.3.3. Способы построения и подтверждения научных теорий

1.3.3. Способы построения и подтверждения научных теорий

Требованияк теории:

Существуетряд требований к научным теориям, которыеопределяютстепень их научности. Среди такихтребований можноуказать:

  • определение и четкое указание диапазона объясняемых те­орией предметов и явлений — предметную отнесенностьтеории;
  • четкую формулировку объяснительных принципов теории;

20

• «объяснительнуюсилу» теории — диапазон объясняемыхпредметови явлений, а также диапазон предсказываемыхиэмпирически подтверждаемых следствий(прогнозов),логическивыводимых из теории.

Какиесуществуютразличиямеждунаучнымитеориями?

Существуетряд оснований, в соответствии с которымиможновыделять различные способыпостроения современных научныхтеорий.

Различаюттеории: а)аксиоматические:строятсяна сис­теменеобходимых и достаточных аксиом,которые недока­зуемыв рамках теории.

Так строятсялогико-математиче­скиетеории (например, вспомните постулатыЭвклида, на которыеопирается классическая геометрия); б)гипотети-ко-дедуктивные:строятсяна предположениях, выдвигае­мыхс целью объяснения определенногомножества эмпи­рических фактов. Такстроится большинство современныхестественно-научных теорий.

Отдельноследует остановиться на объяснениях(теори­ях),которые используются в математике иматематической логике.Такие объяснения по способу построенияотносят к аксиоматическомутипу. Среди основных характеристикма­тематическихобъяснений и математических теорийчаще всегоуказываются следующие особенности.

  • В качестве предметной отнесенности в математических те­ориях исходно выступают количественные характеристи­ки различных свойств и отношений при абстрагированииот материальных (вещественных) характеристик объектови явлений.
  • Для получения таких количественных характеристик не­обходимо вводятся конвенциональные эталоны — едини­цы измерения.
  • В последующем путем абстрагирования от всевозможныхэталонов и способов измерения собственно математиче­ские объекты (предметы) задаются логически и все их

21

свойствапотенциально содержатся в определении(выво­димыиз него). Исходя из аксиом, строится всездание нау­ки.

• Спецификаматематического мышления во многомопре­деляетсятем, что оно оперирует не моделямиреальногомира,а моделями (схемами) количественныхотношений изависимостей,абстрагированных из явлений, объектоввформепредметов и разнообразных моделей(оперированиемоделямимоделей).

• Математическиемодели могут предметно относиться(ин­терпретироваться)на любые объекты и явления при усло­виисохранения заданных количественныхотношений изависимостеймежду предметами, процессами и ихсвойст­вами.

• Развитиематематических средств познания,способов объяс­ненияи их результаты (математические знания)совпадают сразвитием«математических объектов» (Берулава,1993; Руза-вин, 1978).

Достаточночасто современные научные теорииразлича­ютпо степени обобщения:

  • теории «нижнего уровня» — основу образуют эмпириче­ские обобщения, в которых понятия имеют непосредст­венную, опытно данную предметную отнесенность;
  • теории «среднего уровня» — основу образуют понятия, ко­торые: а) фиксируют гипотетические характеристики илимодели определенного диапазона предметов и явлений;

б) требуютэмпирической верификации —подтвержденияследствий,вытекающих из гипотез и предположений,вспециальноорганизованных эмпирическихисследовани­ях;

• теории«верхнего уровня» — основу образуютпонятия, ко­торые: а) фиксируют гипотетические характеристикипредметови явлений; б) имеют максимальнуюстепеньобобщенности,составляют структуру научных категорий;

в) определяютнаучные представления в образе мирауче­ного.

22

Накакиеспособыпостроениянаучныхтеорийопираютсяученые?

Условноможно выделить четыре основных типагипоте-пгико-дедуктивногопостроения теоретических объяснений

(Рузавин,1978; Ильясов, 1986):

  • атрибутивные — объяснения одного свойства объекта че­рез другое свойство этого же объекта (анализ путем выде­ления свойств);
  • составно-структурные объяснения предметов и явле­ний путем выделения их состава, элементов и отношениймежду такими элементами (разложение целого на состав­ляющие — анализ путем выделения элементов, компонен­тов, состава);
  • функциональные — объяснения какого-либо предмета илиявления через его роль, функцию в более сложной системепредметов или объектов (анализ путем выделения связей ивзаимных влияний, вызывающих изменения и преобразо­вания предметов и явлений);
  • генетические — объяснения, основывающиеся на выделе­нии исходной «единицы-клеточки» — единицы анализа,потенциально содержащей все основные исходные свой­ства, которые определяют последующее развитие-услож­нение явления (анализ «путем выделения исходных еди­ниц» с последующим выявлением законов и условий ихразвития).

Каждыйиз указанных типов объяснений можнопредста­вить в операциональной форме,которая обобщенно отража­етих способ построения.

Атрибутивныеобъяснения предполагают:

  • выделение эмпирических или гипотетических признаков исвойств объекта, предмета, явления;
  • последующее установление эмпирических или гипотети­ческих связей между выделенными признаками и свойст­вами, которые позволяют объяснить и предсказать появле-

23

ниеодних свойств через связи с другимисвойствами одно­гои того же объекта, предмета, явления.

Такиеобъяснения достаточно часто представляютсобой простые эмпирические зависимости,а также на теоретиче­скомуровне могут образовывать «логическийкруг в объяс­нениях».

Составно-структурныеобъяснения предполагают:

  • эмпирическое или гипотетическое разделение предмета,определенные особенности которого подлежат объясне­нию, на составляющие части, элементы, компоненты;
  • установление свойств и признаков составляющих предметчастей, элементов, компонентов;
  • эмпирическое или гипотетическое установление отноше­ний и связей между выделенными частями, элементами,компонентами;
  • объяснение определенных свойств предмета путем их вы­ведения в качестве следствий из ранее установленных осо­бенностей состава и структуры предмета.

Функциональныеобъяснения предполагают:

  • установление эмпирических или гипотетических связейпредмета или явления, определенные особенности кото­рого подлежат объяснению, с другими предметами, явле­ниями или объектами;
  • установление взаимных воздействий и влияний выделен­ных предметов, объектов, явлений друг на друга;
  • объяснение определенных особенностей предметов,объектов и явлений через их место, роль и функцию вовнешней, объемлющей их системе, в которую они входяткак компоненты.

Механическиепричинно-следственные связи являютсячастнымслучаем таких объяснений. В такихобъяснениях обычноуказывается функциональная причиннаясвязь меж­дудвумя взаимодействующими явлениями.

Генетическиеобъяснения предполагают:

24

  • объяснение процесса возникновения, формирования и раз­вития каких либо объектов, предметов, явлений. Несмотряна то что процессы развития интуитивно выделяются обыч­но без особого труда, теоретически определить их достаточ­но сложно;
  • ответы на вопросы, почему и как происходит развитие —направленное усложняющееся изменение структуры ифункций объекта, предмета или явления.

Приэтом существуют разныеспособы построения такихобъяснений.Один из вариантов построения генетическогоспособаобъяснения представлен ниже. Так,например, часто строятсяобъяснения формирования и развитияразличных психических свойств испособностей.

  • Сначала эмпирически устанавливаются качественно раз­личающиеся этапы, стадии, периоды, уровни какого-либопроцесса.
  • Вслед за этим гипотетически предполагается единое осно­вание (причина), которая лежит в основе установленныхкачественных различий этапов, стадий и т. д. Таким осно­ванием может быть достаточно сложное гипотетическоеструктурно-функциональное образование. Соответствен­но объяснение может строиться путем установления зако­нов, в соответствии с которыми объясняется:
  • усложнение или развитие с течением времени внут­ренней структуры данного явления;
  • изменение с течением времени или усложнение функ­циональных связей явления: а) с внешними фактора­ми, б) между структурными элементами явления.

Такимобразом, объясняется структурно-функциональ­ноеусложнение — развитие — явления стечением времени.

Примерамигенетических объяснений являются:теория эволюцииЧ. Дарвина, теория эволюционного развитияпси­хикиА. Н. Леонтьева, теория развития интеллектаЖ. Пиа­же,теория формирования и развития высшихпсихических функцийчеловека Л. С. Выготского, теорияформирования

25

умственных действий человека П. Я. Гальперина (изложение объяснительных принципов различных теорий представле­но в части 2 пособия). Перечисление современных науч­но-психологических теорий, в основу которых положены ге­нетические основания, может быть продолжено.

Заметим, что генетические объяснения в психологии имеют наибольшую объяснительную силу, т. к. психические явления существуют в формах постоянно воспроизводимых и совершенствующихся процессов.

Чтовыступаеткритериямиотносительной истинностинаучныхтеорий?

Вопрос об истинности знаний, получаемых в научных исследованиях, один из центральных для методологии нау­ки. В истории науки выдвигались различные критерии для отнесения определенных знаний к категории «научных» или «ненаучных».

При этом «научность» эмпирически ре­гистрируемых данных не вызывает у ученых особых проти­воречий, если такие данные потенциально воспроизводи­мы в определенных экспериментальных или «приборных» ситуациях. Противоречия между учеными чаще всего воз­никают при объяснении одних и тех же фактов с разных те­оретических позиций.

Поэтому установление истинности, обоснованность научных теорий является постоянной и не­избежной методологической проблемой. История развития методологии науки показала, что обсуждение этой пробле­мы может быть плодотворным, когда речь идет об установ­лении относительной, а не абсолютной истинности теорий.

Для установления относительной научной достоверности (относительной истинности) теоретических объяснитель­ных принципов в качестве критериев принимались следую­щие процедуры.

Принцип верификации (Огюст Конт): теория считается от­носительно истинной, если ее положения и предсказания подтверждаются, согласуются с фактами.

26

Последующее развитие научного знания и накопление научных теорий, которые альтернативно объясняли одни и те же факты и явления, показало, что этот принцип недоста­точно надежен. Альтернативный принцип был выдвинут Карлом Поппером.

Принцип фальсификации: научным признается только та­кое теоретическое знание, которое потенциально может быть отвергнуто (признано ложным) в процессе эмпириче­ской проверки. При этом следует считать, что для опровер­жения теории достаточно одного опровергающего факта. Научной не признается теория, содержание которой невоз­можно эмпирически проверить.

  • О причинах, лежащих в основе различных явлений, воз­можно выдвижение бесконечного числа объяснительныхгипотез.
  • Ученый заранее не знает, какие объяснительные гипотезыверны, а какие ошибочны.
  • Проблема разрешается путем эмпирического исключения(опровержения) гипотез.

В последующем принцип фальсификации в различных методологических подходах формулировался более мягко. Так, развивая и обобщая идеи К. Поппера, И. Лакатос сфор­мулировал методологию исследовательских программ:

1. Научное исследование реализуется в рамках исследова­тельской программы, которая включает:

  • ядро программы — совокупность основных теоретическихпринципов, принимаемых конвенционально;
  • совокупность методологических правил, которые ориен­тируют исследователя в выборе проблем и путей их реше­ния (позитивная эвристика);
  • совокупность правил, направленных на предохранение те­оретических принципов от опровержения путем выдвиже­ния вспомогательных гипотез (негативная эвристика).

27

  1. Исследовательская программа находит свое осуществ­ление в серии взаимосвязанных теорий разного уровняобобщенности, возникающих на основе исходных тео­ретических принципов (ядра программы) по конвенци­ональным правилам эвристики.

  2. Теории, реализующие исследовательскую программу,могут обеспечивать:

  • «прогрессивный сдвиг» в решении проблем, когда каждаяновая теория позволяет прогнозировать новые факты, су­ществование которых подтверждается экспериментально;
  • «регрессивный сдвиг» в решении проблем, когда строитсявспомогательная теория для объяснения фактов, опровер­гающих исходную теорию. При этом вспомогательная тео­рия, как правило, не позволяет предсказывать и прогнози­ровать новые факты.

4.Фальсификация теории возможна только при появленииновой теории, а не на основе эмпирических опроверже­ний.

В науке существуют другие, еще более мягкие позиции. Например, принцип «взаимного прояснения» (Лоренц, 1998): научная теория — это система тщательно проверенных гипо­тез, поддерживающих друг друга по принципу «взаимного прояснения». Гипотезы могут опровергаться только другими гипотезами, которым подчиняется большее число фактов, а не единичными не согласующимися с ней фактами.

Каковаобобщеннаялогикасменынаучныхтеорий?

С того момента, когда в область наблюдений и описа­ний (область эмпирических исследований) начинают включаться попытки объяснить явления через недоступ­ные непосредственному наблюдению причинные основа­ния — через внутренние структурно-функциональные или генетические особенности явлений, — можно говорить об элементах теоретического исследования. В основе проце­дуры теоретического объяснения эмпирических фактов и

28

зависимостей лежит введение гипотез (предполагаемых связей, отношений, абстрактных теоретических предме­тов — конструктов), выступающих в роли объяснительных оснований, принципов, объяснительных моделей.

После этого эмпирические зависимости начинают пониматься (и представляться) через скрытые от непосредственного на­блюдения «связи» за счет мыслительной конструкции (Щедровицкий, 1995).

Таким образом, абстрактные тео­ретические объекты, которые конструируются для объяс­нения явлений в научном познании, характеризуются ги­потетичностью, условностью допущений.

Введение абстрактных предметов в теорию характеризу­ется единством процессов абстрагирования и интерпрета­ции. Процессы абстрагирования могут иметь много уров­ней.

Возможно построение новых абстрактных предметов и моделей, относящихся не к реальным объектам, явлениям, а к уже имеющимся абстрактным предметам.

Например, современные теории строения вещества основываются на моделях, фиксирующих структуру кристаллов, молекуляр­ную структуру, структуру атомов, структуру образующих атомы частиц.

Процессы интерпретации теоретических предметов могут осуществляться: а) путем прямого соотне­сения с эмпирическими данными; б) путем соотнесения аб­страктных предметов с другими абстрактными предметами, а через них — с эмпирическими данными. Рассуждения от­носительно абстрактных предметов в теории строятся как рассуждения о реальных свойствах явлений, но в заданном интервале абстракции — в диапазоне предметной отнесен­ности теории (см. выше).

По мере развития науки ее теории принимают все более абстрактный характер, что ведет к возрастанию роли знаков и символов, с опорой на которые создаются и фиксируются научные абстракции и теоретические предметы.

Появление нового теоретического предмета, конструк­та, представления в сознании исследователя не может быть: а) формально-логически выведено из старой теории (имею-

29

щихсяпредставлений), т. к. оно в них имплицитноне со­держится;б) получено прямым формальным обобщениемэмпирическогоматериала.

Новое теоретическоепредстав­лениевозникает в поисковой интеллектуальнойдеятельно­сти в виде гипотезы(предположения) о сущности исследуе­могопредмета познания. Сущность выступаеткак «меха­низм», которым внутренненеобходимо связаны стороны, отношенияпредметов или явлений.

Сущностькачественно выражается в мысленныхпредставлениях гипотетическогопредметного содержания теории ивыступает, таким обра­зом,преимущественно своей мировоззренческойсторо­ной.

Количественно сущность может выражатьсячерез за­коны, которые фиксируются формальным аппаратом, включающимлогические и математические отношения.Приэтом формальный аппарат прежде всегоиграет роль инструментапредсказания и вычисления количественныхаспектовтех или иных явлений.

Вразвитии теорий существует момент,когда формаль­ныйаппарат или способ объяснения начинаютприводить к результатам,не согласующимся с опытом.

Осмыслениета­кихфактов в сфере предметного содержаниятеории ведет к «разложению»представления о сущности: новыеэмпириче­скиустановленные факты оказываютсянесовместимыми с лежащимв основе теории понятием сущности.

Дальнейшее движениепознания становится невозможным вдискурсив­нойформе. Такое затруднение познанияразрешается путем выдвижениягипотез: мысленного «конструирования»ново­го теоретического предмета. Кновому теоретическому поня­тиюо сущности предъявляется ряд требований.

Оно должно: а)разрешать противоречия старой теориии б) обеспечивать в границах новой теорииобъяснение совокупности явлений ифактов, которые объяснялись ипредсказывались старой теорией.

Такимобразом, развитие науки заключается:а) в регист­рацииявлений и фактов с последующимустановлением эм­пирическихи теоретических законов, которым явленияи 30

фактыподчиняются; б) в установлении диапазонапримене­ниятаких законов путем распространенияих действия на новыеусловия; в) в установлении диапазонаусловий, огра­ничивающихимеющиеся законы (Арсеньев, 1967).

Анализируяпроцессы развития направлений научныхисследованийв различных предметных областях, Т.

Кун(1977)в книге «Структура научных революций»подчерк­нул, что в основе сменыорганизационных форм современ­ногонаучного исследования и научнойметодологии лежат нестолько процессы переосмыслениятеоретических пред­ставленийо мире и явлениях, сколько изменения воргани­зациивсей системы научного познания:

  1. Эволюция научного знания протекает как формирова­ние, конкуренция и смена парадигм.

  2. Парадигма (образец, модель, пример) в науке — тип ор­ганизации научного исследования, принятый опреде­ленной группой авторитетных ученых за образец.

Парадигмаопределяется:

  • обобщенными целями исследований, которые формули­руются по отношению к законам, закономерностям, фак­там, которые должны быть установлены, исследованы иобъяснены;
  • способами достижения таких целей, которые зависят отприоритетных гипотез и объяснений (теорий), методов по­лучения эмпирических данных, изобретения новых средств(аппаратуры) и приемов обработки данных;
  • системой определенных требований к методам получениянаучных знаний и критериев для их обоснования и оценки.

Источник: https://studfile.net/preview/6208190/page:6/

Основные методы построения научных теорий

1.3.3. Способы построения и подтверждения научных теорий

Поппер

Эмпирические науки – это системы теорий, поэтому логику научного знания можно определить как теорию теорий.

2.

3.1. Экспериментальный метод и гипотеза

К числу важнейших проблем, которые требуют привлечения экспериментального метода, относится опытная проверка гипотез и теорий, а также участие в формировании новых гипотез и теоретических представлений. При этом эвристическая функция эксперимента состоит в том, чтобы использовать опыт для уточнения и исправления первоначальных допущений и догадок.

В то время как при проверке исследователь располагает готовой гипотезой и стремится с помощью эксперимента либо подтвердить, либо опровергнуть ее, при выдвижении и обосновании новых гипотез ему часто не хватает дополнительной эмпирической информации.

Поэтому он вынужден обращаться к эксперименту, в том числе к модельному и мысленному, чтобы откорректировать свои первоначальные допущения. Без теории и ее руководящих идей невозможно никакое научное экспериментирование.

Задача исследователя в данном случае состоит в том, чтобы на основании имеющихся эмпирических фактов и существующих теоретических представлений оценить степень вероятности, или правдоподобия, гипотезы. Гипотеза выступает здесь в качестве заключения или результата некоторого вероятностного рассуждения.

Гипотеза выступает в качестве исходной посылки некоторого правдоподобного, так называемого,  гипотетико-дедуктивного рассуждения.

Оно дает возможность проверять обобщения и предположения по сопоставлению их следствий с результатами эмпирических наблюдений и экспериментов. посылок делает заключение также проблематическим.

Такого рода рассуждения имеют значение постольку, поскольку из их посылок по логическим правилам дедукции можно получать однозначные следствия и по ним судить о характере самих посылок.

Сторонники эмпиризма, например, считают вполне надежными только те предположения науки, которые опираются на непосредственные данные наших чувственных восприятий или их простейшие обобщения.

Поэтому они весьма подозрительно относятся к гипотезам, видя в них в лучшем случае временное, вспомогательное средство исследования.

В конце прошлого века с резкой критикой использования гипотез, особенно о ненаблюдаемых объектах, таких как атомы и молекулы, выступили представители эмпириокритицизма во главе с австрийским физиком и философом Э. Махом.

2.3.Гипотетико-дедуктивный метод

При гипотетико-дедуктивном методе построения научной теории гипотезы различной логической силы объединяются в единую дедуктивную систему, в которой гипотезы логически менее сильные выводятся, или дедуцируются, из гипотез более сильных.

Иными словами, гипотетико-дедуктивная система может рассматриваться как иерархия гипотез, логическая сила и общность которых увеличивается по мере удаления от эмпирического базиса. На самом верху такой системы располагаются гипотезы, при формулировании которых используются весьма общие и абстрактные теоретические понятия.

Поэтому такие гипотезы не могут быть непосредственно сопоставлены с данными опыта. На самом низу системы находятся гипотезы, связь которых с опытом довольно очевидна.

С современной точки зрения гипотетико-дедуктивные теории по своей логической структуре можно рассматривать как интерпретированные аксиоматические системы, подобные, например, содержательной аксиоматике геометрии Евклида. Для этого следует принять в качестве аксиом наиболее сильные гипотезы, а все их следствия считать теоремами.

Если в математике обращение к гипотетико-дедуктивному методу происходит только при применении его к опытному материалу, то в естествознании этот метод используется для построения самих теорий. В классическом естествознании наиболее широкое применение гипотетико-дедуктивный метод получил в физике, в особенности в трудах основателей классической механики — Галилея и Ньютона.

Это объясняется в первую очередь тем, что в механике впервые удалось осуществить точно контролируемые эксперименты. Немаловажную роль здесь играет и то обстоятельство, что зависимости между свойствами исследуемых явлений в механическом движении сравнительно легко поддаются математической формулировке.

Логико-математические методы играют существенную роль и при дедукции следствий из гипотез.

Гипотетико-дедуктивная модель не дает ответа на вопрос, как исследователь приходит к исходным гипотезам, законам и принципам своей теории.

Поэтому можно сказать, что эта модель подходит главным образом для построения и систематизации готового, наличного эмпирического знания.

Дальнейший шаг по пути систематизации и раскрытия логической структуры научного знания достигается с помощью аксиоматического метода.

В прошлом индукция считалась специфическим способом исследования в эмпирических науках. Поэтому данные науки нередко называли даже индуктивными. Индуктивисты полагают, что обобщения, гипотезы и законы науки могут быть получены с помощью индуктивной логики.

Между тем в результате индуктивного обобщения возможно обнаружить лишь простейшие эмпирические законы, которые объясняют весьма ограниченное число фактов.

Процесс дальнейшего обобщения эмпирических законов наталкивается, однако, на непреодолимое препятствие, поскольку число эмпирических законов, с помощью которых можно отсеивать неподходящие варианты, резко уменьшается, и возникает необходимость обращения к теоретическим законам и теории вообще.

Индуктивные методы, объясняя происхождение простейших эмпирических законов, тем самым стимулируют анализ тех эвристических и методологических принципов, которыми ученые часто неявно руководствуются при выдвижении гипотез и поиске законов. Индуктивный метод хотя и в несовершенной форме, но исследует ту сторону научного познания, которая связана с возникновением нового знания. Наряду с индукцией здесь существенная роль принадлежит многочисленным эвристическим приемам и средствам13.

А.Пуанкаре так указывает на значение данного метода «Я имел случай исследовать природу математического умозаключения; я показал, как это умозаключение, не переставая быть безусловно строгим, могло поднимать нас от частного к общему при помощи процесса, который я назвал математической индукцией. Благодаря этому-то процессу аналитики и двигали вперед науку»14.

Известный западный философ науки Имре Лакатос отмечал, что формирование первичных теоретических моделей может использовать программы троякого рода:

-евклидова (программа тривиализации знания) предполагает, что все можно дедуцировать из конечного множества истинных высказываний, состоящих из терминов с элементарной смысловой нагрузкой; знание как истина без какой-либо деформации «стекает» от терминов-примитивов к определяемым терминам; содержит сугубо истинные суждения и не использует предположения и опровержения;

-эмпиристская строится на основе базовых положений, имеющих общеизвестный эмпирический характер; истина, освещенная «светом опыта», восходит по каналам дедукции и наполняет всю систему; такая теория предположительна и фальсифицируема;

Обе программы опираются на логическую интуицию.

-индуктивистская основана на попытке соорудить канал, посредством которого истина течет вверх от базисных положений и, таким образом, установить дополнительный логический принцип — принцип ретрансляции истины (возникла во времена Просвещения)15; позднее Поппер показал, что снизу вверх не может происходить даже частичная передача истины и значения.

Для классической стадии развития науки характерен идеал дедуктивно построенных теорий. Классический вариант формирования развитой теории предполагает теорию, отражающую системы закрытого типа. Идеал такой теории — физика Ньютона.

Поппер резко критиковал принцип индуктивизма. В то же время он пытался показать тесную взаимосвязь теоретического и эмпирического уровней исследования вследствие того, что эмпирические данные опираются на конвенционально принятый базис.

Таким образом,  теоретическое знание носит лишь предположительный гипотетический характер, оно подвержено ошибкам. Подлинно научная теория открыта для фальсификации, т.е.

для опровержения ссылкой на эмпирический факт, противоречащий данной теории; Фальсифииируемость означает, что в связи с теорией мыслится не только совокупность эмпирических данных, подтверждающих эту теорию, т.е.

выводимых из нее путем дедукции, но и совокупность потенциальных фальсификаторов, еще не зафиксированных эмпирических свидетельств, противоречащих этой теории. Принцип фальсификации и по сей день остается остродискуссионным16.

степин

Основное понятие его концепции, как и понятие парадигмы, было многозначным. Под исследовательской программой И.Лакатос, например, понимал конкретную теорию типа теории Зоммерфельда для атома. Он говорил также о декартовой и ньютоновской метафизике как двух альтернативных программах построения механики, наконец, писал о науке в целом как о глобальной исследовательской программе

…Ни Т.Кун, ни Ст.Тулмин не исследуют вопрос о формировании ученого и нового знания. Отметив сложный характер этой проблемы, они сосредоточили свое внимание на проблеме выбора между уже сформировавшимися теориями. Проблемой зарождения занимается Дж. Холтон17.

В процессе развития проблем обоснования математики выделилась самостоятельная дисциплина, изучающая математические теории. Она носит название метаматематики (в широком смысле) или теории математических доказательств.

    1. Аксиоматический метод построения теорий

Данный метод служит для построения теорий математики и точного естествознания. Преимущества этого метода были осознаны еще в третьем веке Евклидом при построении системы знаний по элементарной геометрии.

При аксиоматическом построении теории точно разграничивают минимальное число исходных понятий и утверждений от остальных18.

Под аксиоматической теорией понимают научную систему, все положения которой выводятся чисто логически из некоторого множества положений, принимаемых в данной системе без доказательства и называемых аксиомами, и все понятия сводятся к некоторому фиксированному классу понятий, называемых неопределяемыми.

Теория определена, если указана система аксиом и совокупность применяемых логических средств – правил вывода. Производные понятия в аксиоматической теории есть сокращения для комбинации основных. Допустимость комбинаций определяется аксиомами и правилами вывода. Другими словами, определения в аксиоматических теориях носят номинальный характер19.

Аксиома должна быть логически сильнее других утверждений, которые выводятся из нее как следствия. Система аксиом теории потенциально содержит все следствия, или теоремы, которые с их помощью можно доказать. Таким образом, в ней сконцентрировано все существенное содержание теории. В зависимости от характера аксиом и средств логического вывода различают:

1) формализованные аксиоматические системы, в которых аксиомы представляют собой исходные формулы, а теоремы получаются из них по определенным и точно перечисленным правилам преобразования, в результате чего построение системы превращается в своеобразную манипуляцию с формулами.

Обращение к таким системам необходимо, чтобы максимально точно представить исходные посылки теории и логические средства вывода. аксиомами. Безуспешность попыток Лобачевского доказать аксиому о параллельных Евклида привела его к убеждению, что возможна другая геометрия.

Если бы в то время существовало учение об аксиоматике и математическая логика, то ошибочных доказательств можно было бы легко избежать;

2) полуформализованные или абстрактные аксиоматические системы, в которых средства логического вывода не рассматриваются, а предполагаются известными, а сами аксиомы хотя и допускают множество интерпретаций, но не выступают как формулы. С такими системами обычно имеют дело в математике;

3) содержательные аксиоматические системы предполагают единственную интерпретацию, а средства логического вывода – известными; используются для систематизации научного знания в точном естествознании и других развитых эмпирических науках20.

Существенное отличие математических аксиом от эмпирических заключается также в том, что они обладают относительной стабильностью, в то время как в эмпирических теориях их содержание меняется с обнаружением новых важных результатов опытного исследования. Именно с ними постоянно приходится считаться при разработке теорий, поэтому аксиоматические системы в таких науках никогда не могут быть ни полными, ни замкнутыми для вывода21.

    1. Генетический метод построения теорий

Анализируя способы построения научных теорий, В.А.Смирнов подробно проанализировал систему, основанную на генетическом, конструктивном мышлении, которой соответствует генетический метод построения научной теории.

Он отличен от аксиоматического как по способу введения объектов теории, так и по логической технике, применяемой в теории. Генетический метод построения теории предполагает фиксацию некоторой совокупности конструктивно заданных объектов и системы эффективных преобразований объектов.

Новые объекты теории строятся из исходных посредством таких преобразований22.

Объекты генетически строящейся теории являются хотя и эффективно определенными, но абстрактными объектами, так как конструктивное задание объекта не предполагает его физическую конкретизацию. Например, такими объектами могут быть символы алфавита.

В слове «алфавит» два вхождения буквы «а» физически различны, однако могут отождествляться как представители абстрактной буквы «а». Действия над конструктивными объектами также рассматриваются с абстрактной точки зрения. Часто отвлекаются от возможности физической реализации таких действий.

Актуально бесконечные цепочки преобразований исключаются как недопустимые. Место актуальной бесконечности заменяет абстракция потенциальной осуществимости, в рамках которой можно производить эффективно определенные действия над объектами без ограничений на число шагов – лишь бы это число оставалось конечным на любом этапе преобразований.

Если даны конструктивные объекты и имеется эффективный метод построения из них нового объекта, последний считается (потенциально) построенным и о нем можно рассуждать.

Источник: https://www.myunivercity.ru/%D0%A4%D0%B8%D0%BB%D0%BE%D1%81%D0%BE%D1%84%D0%B8%D1%8F/%D0%9E%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4%D1%8B_%D0%BF%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F_%D0%BD%D0%B0%D1%83%D1%87%D0%BD%D1%8B%D1%85_%D1%82%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B8%D0%B9/69871_1442342_%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B03.html

Основные способы построения естественнонаучных теорий. Роль научного познания и учёного в современном мире

1.3.3. Способы построения и подтверждения научных теорий

Введение3
1.  и структура  естественнонаучной теории4
2. Основные способы построения  естественнонаучных теорий10
3. Роль научного познания  и учёного в современном мире11
Заключение15
Список литературы16

Введение

Теория — это высшая форма познания. Естественно-научные теории нацелены на описание некой целостной предметной области, объяснение и систематизацию эмпирически выявленных ее закономерностей и предсказание новых закономерностей. Теория обладает особым достоинством — возможностью получать знание об объекте, не вступая с ним в непосредственный чувственный контакт.

В структуру научной теории входят идеальные объекты, исходные понятия, принципы и законы, правила логического вывода. Существуют разные типы научных теорий: фундаментальные, прикладные, частные, феноменологические и др.

В становлении теории большую роль играет выдвижение научной идеи, в которой высказывается предварительное и абстрактное представление о возможном содержании сущности предметной области теории. Затем формулируются гипотезы, в которых это абстрактное представление конкретизируется в ряде четких принципов.

Следующий этап становления теории — эмпирическая проверка гипотез и обоснование той из них, которая больше всего соответствует эмпирическим данным. Только после этого можно говорить о перерастании удачной гипотезы в научную теорию.

Создание теории — высшая и конечная цель фундаментальной науки, реализация которой требует максимального напряжения и высшего взлета творческих сил ученого.

Являясь результатом многократного обобщения знания и абстрагирования действительности, теория находится в очень непростых отношениях со своим объектом.

Современные теории в физико-математическом естествознании являются абстрактными и формализованными конструкциями, связи которых с реальными объектами проследить очень сложно.

Поэтому любая такая теория должна дополняться логико-гносеологической процедурой, обратной абстрагированию, — процедурой интерпретации.

1. и структура естественнонаучной теории

Структура естественнонаучной теории определяется в конечном счете объектом исследования, методами исследования и методологией.

Объектом исследования всякой естественнонаучной теории в общем смысле является, во-первых, система абстрактных объектов, вычленяемых в ходе эмпирического исследования определенной области объективной реальности, во-вторых, – связи между абстрактными объектами, отражающие связи между реальными объектами и их элементами. Любая достаточно развитая теория есть, прежде всего, определенным образом упорядоченная система абстрактных объектов и взаимосвязей между ними. Эта система представляет собой концептуальную модель исследуемой области объективной реальности.

Абстрактные объекты выделяются в процессе эмпирического исследования, когда происходит идеализация реальных объектов. Процесс идеализации имеет свои закономерности.

Так, сначала определяется комплекс свойств и качеств объекта, которые считаются основными, и элиминируются все второстепенные (причем этот процесс происходит как осознанно, так и интуитивно).

Естественно, оказывается исключенным то, что на данном уровне познания либо не фиксируется исследовательскими устройствами, либо даже не предполагается существующим.1

В период выделения абстрактных объектов теории, т.е. на эмпирической стадии .исследования, происходит формирование понятийного аппарата теории.

Эти два процесса связаны неразрывно, ибо именно в понятии отражается сущность исследуемого объекта.

Теория также раскрывает сущность исследуемого предмета, но фундаментальное отличие понятия от теории заключается в том, что у понятия отсутствует «доказательная сила».

Для теории мало определить сущность своего предмета. Она еще должна развить ее и доказать, что различные явления – это различные проявления одной и той же тенденции, одной и той же закономерности12.

Значит, понятия теории выступают связующим звеном между изучаемым явлением и теоретической конструкцией, включающей в себя анализ и интерпретацию явления. Кроме того, понятие объединяет и группу исследуемых явлений данного класса.

В процессе установления этих связей происходит эволюция содержательной стороны понятия. Порождаются и новые понятия, характеризующие сами связи.2

Необходимо отметить и тот факт, что в процессе развития понятия происходит уточнение и даже изменение его содержания. К тому же из анализа одного и того же явления, обозначаемого ранее одним понятием, формулируются новые понятия, составляя, таким образом, класс понятий, описывающих явление с различных позиций.

Эта пролиферация понятий связана прежде всего с самим Процессом познания, начинающимся с констатации состояния, с конкретного, с сущностей первого порядка и идущим к установлению сущностей более высоких порядков, к абстрактному представлению явления.

Следовательно, можно выделить два класса понятий: эмпирические и теоретические.

Кроме этих достаточно общих классов понятий возможен еще один класс, проникающий в названные, пересекающийся с ними. Это класс понятий, характеризующих связи между явлениями, понятиями, теориями и т.д. В нем особое место занимает подкласс понятий, отражающих дефиниционную связь, т.е. такое отношение между понятиями и теориями, когда одно из них определяется через другое.3

Если первые два класса понятий можно условно назвать онтологическими, т.е. связанными непосредственно с объектом теории, то следующий класс – гносеологическим, как формирующийся на более абстрактном уровне, на уровне структуры теорий.

В любом случае в процессе формирования понятий возникает задача их определения. Но прежде чем перейти к ней, рассмотрим специфику различных классов понятий, так как именно эта специфика и определяет законы построения дефиниций.

Говоря об эмпирических понятиях, следует отметить, что они появляются на той стадии исследования, когда происходит анализ и синтез опытных данных, их систематизация и классификация. Они выражают те свойства явлений объективной действительности, которые непосредственно наблюдаются в опыте и выражают общие и существенные отношения для явлений данной группы.4

Следует иметь в виду, что эмпирические понятия, во-первых, выражают величины, непосредственно устанавливаемые в опыте, и отражают сами наблюдаемые явления, а во-вторых, фиксируют связи между явлениями и величинами, также наблюдаемые в опыте. В развитых науках эмпирические понятия, связанные с величинами, становятся не только наблюдаемыми, но и измеряемыми. Однако встречаются и неизмеряемые понятия, хотя и связанные с наблюдаемыми величинами.

Эмпирические понятия – основа классификации и систематизации явлений и величин, их характеризующих.

До введения эмпирических понятий результаты наблюдения обычно представляют собой хаотическое множество данных, в которых трудно разобраться.

Но после того как в наблюдаемых явлениях отмечены характерные признаки и введены эмпирические понятия, устанавливается порядок: результаты наблюдений группируются, а затем систематизируются и классифицируются.

Теоретические понятия возникают на основе опыта в качестве обобщения наших восприятий и представлений. Они несут более общую нагрузку, чем эмпирические понятия.

Основное их отличие в том, что эмпирические понятия описывают явление, а теоретические – сущность этого явления.

Если эмпирические понятия уходят своими корнями в чувственную достоверность, характерную для чувственного восприятия на уровне обыденного познания, то теоретические базируются на общих положениях, отличающих теоретическое познание.5

Подобная специфика классов понятий определяет и специфику дефиниций понятий. Когда химия находилась на описательном уровне, в первую очередь вставал вопрос о достаточно надежных критериях для отождествления и различения изучаемых объектов по некоторым существенным свойствам.

Проблема формирования понятий и их определения сводилась фактически к их интерпретации в описательной форме. Выделялись моменты, характерные только для данного конкретного явления, «названного» определенным понятием.

Перечисление этих моментов и представляло собой определение понятия. Аналогичная ситуация была характерна и для финики, и для других естественных наук.

С такими «классификационными» определениями, интерпретирующими понятия, их содержание, встречаемся в описании веществ, вступающих в химическую реакцию, или такого явления, как электрический ток, и др.6

Появление «измеряемых» понятий усложнило картину их определения. Возникла необходимость такой формулировки определений, которая содержала бы способ их введения и выделения на основе экспериментально-измерительных процедур, а также способ их удаления на основе применения теории на практике.

Они должны быть средством связи предложений, сформулированных на языке математики, с изучаемой реальностью, которая дает комплекс явлений и процессов, наблюдаемых и измеряемых в эмпирической ситуации. Поэтому определения в естественнонаучной теории в конечном итоге формулируются с таким расчетом, чтобы обеспечить.

Эффективность решения стоящих перед исследователем задач. Именно на этом уровне вступает в действие диалектика взаимодействия. Эмпирических и теоретических понятий.

Происходит «абстрагизапия» эмпирических понятий, которые насыщаются теоретическим содержанием, и в то же время теоретические «Донятая выражаются через эмпирические. Очевидно, этот уровень теории можно назвать интерпретационным.

Критерием введения понятия в теорию является эксперимент, который, в свою очередь, описывается и теоретическими понятиями, выражающими математическую связь между величинами, характеризующими изучаемое явление. Важную роль играет и критерий согласуемости понятий  с уже известными, но их не содержащими.7

На этом уровне формирования понятий большое значение имеет операциональное определение, характеристики которого даны впервые П.Бриджменом.

В естественнонаучной теории операциональным определением считается определение величины через описание совокупности специфицирующих ее экспериментально-измерительных операций. Так же можно определять и понятие «состояние».

Но такое определение этого понятия чревато отождествлением его с характеристиками состояния на более высоком уровне теоретического обобщения.

При операциональном определении понятия необходимо учитывать и вычислительные, и экспериментальные операции, что связано с диалектическим характером взаимодействия эмпирических и теоретических понятий.

Таким путем значительно расширяется понятие операционального определения, данное П. Бриджменом, которое, в частности, включает дефиниции, выраженные не только эмпирическим языком, но и теоретическим. Д.П.

Горский включает в число операциональных и так называемые конституивные определения.8

В естественных науках, использующих формальные языки, имеют место и неоперациональные определения типа сокращений, с помощью которых вводятся значения для новых знаков, используемых в формулах.

При переходе на теоретический уровень познания происходит и изменение определения понятий, что обусловлено введением новых конструктов, не связанных непосредственно с эмпирическим уровнем.

Это логико-математические понятия в общем случае .и специфические конкретнонаучные понятия типа «материальной точки», «упругой молекулы» и т.п.

Вводятся и такие понятия, которые не определяются операционально.

В случае гипотетико-дедуктивного построения естественнонаучной теории ее структура усложняется. проблема здесь выделение предельно абстрактных понятий, могущих стать основой формирования подобной гипотетико-дедуктивной системы.

Концепция гипотетико-дедуктивной системы возникла в результате обобщения концепции аксиоматической системы. Гипотетико-дедуктивная система отвечает всем стандартам организации знания дедуктивным путем.

В ней» также можно выделить исходные и производные положения. Однако вместо аксиом и теорем в эту систему входят гипотезы.

Как мы увидим далее, в основу гипотетико-дедуктивной системы можно положить конкретнонаучную интерпретацию категории «состояние», определенную соответствующим образом.9

Важнейшим элементом естественнонаучной теории помимо абстрактных объектов, понятий и определений является закон. В процессе познания «происходит классификация данных опыта, распределение их по группам. Связи данных .

опыта внутри группы фиксируются так называемыми эмпирическими законами». Теоретические законы выражают «связь группы явлений внутри области».

Именно они составляют основной элемент структуры естественнонаучной теории, поскольку главная цель всякой теории – нахождение основных законов.

И теоретические, и эмпирические законы выражаются через понятия, как уже определенные, так и понимаемые интуитивно. В зависимости от того, какие понятия лежат в основании закона, можно проводить классификацию законов.

Выше мы уже выделили законы связи состояний и их типы, поэтому к данному вопросу возвращаться не будем, только зафиксируем методологическую функцию категории «состояние», суть которой в данном случае в том, что она служит определенным основанием подобного рода классификации законов.

Исследование категории «состояние» с точки зрения выделенных элементов естественнонаучной теории позволит выделить новые методологические функции этой категории.

Источник: https://www.yaneuch.ru/cat_44/osnovnye-sposoby-postroeniya-estestvennonauchnyh-teorij/428406.2851524.page1.html

Book for ucheba
Добавить комментарий