Научная теория, ее структура и функции. Научная теория

Основной единицей научного знания является теория.

Научная теория есть целостное, логически систематизированное знание о какой-либо конкретной области действительности. Наука включает в себя описания фактов и экспериментальных результатов, гипотезы и законы, классификационные схемы и т.п., однако только теория объединяет весь материал науки в целостное и обозримое знание о мире.

Ясно, что для построения теории предварительно должен быть накоплен определœенный материал об исследуемых объектах и явлениях, в связи с этим теории появляются на достаточно зрелой стадии развития научной дисциплины. В течение тысячелœетий человечество было знакомо с электрическими явлениями, однако первые научные теории электричества появились лишь в серединœе ХУ111 века. На первых порах, как правило, создаются описательные теории, дающие лишь систематическое описание и классификацию исследуемых объектов. В течение длительного времени теории биологии, к примеру, включая теории эволюции Ламарка и Дарвина, носили описательный характер: они описывали и классифицировали виды растений и животных и их формирование; таблица химических элементов Менделœеева представляла собой систематическое описание и классификацию элементов; таковы же многие теории астрономии, социологии, языкознания и других научных дисциплин. Распространенность описательных теорий вполне естественна: приступая к изучению некоторой области явлений, мы должны сначала описать эти явления, выделить их признаки, классифицировать их на группы. Лишь после этого становится возможным более глубокое исследование, связанное с выявлением причинных связей и открытием законов.

Высшей формой развития науки является объяснительная теория, дающая не только описание, но и объяснение изучаемых явлений, отвечающая не только на вопрос ʼʼкак?ʼʼ, но и ʼʼпочему?ʼʼ. К построению именно таких теорий стремится каждая научная дисциплина. Иногда в наличии подобных теорий видят существенный признак зрелости науки: некоторая дисциплина может считаться подлинно научной лишь с того времени, когда в ней появляются объяснительные теории.

Объяснительная теория имеет гипотетико-дедуктивную структуру. Основанием теории служит набор исходных понятий (величин) и фундаментальных принципов (постулатов, законов), включающих только исходные понятия. Именно данный базис фиксирует тот угол зрения, под которым рассматривается реальность, задает ту область, которую изучает теория. Исходные понятия и принципы выражают основные, наиболее фундаментальные связи и отношения изучаемой области, которыми определяются всœе остальные ее явления. Так, основанием классической механики являются понятия материальной точки, силы, скорости и три закона Ньютона; в базе электродинамики Максвелла лежат его известные уравнения, связывающие определœенными соотношениями основные величины этой теории; специальная теория относительности опирается на уравнения Эйнштейна и т.д.

Со времен Евклида дедуктивно-аксиоматическое построение знания считалось образцовым. Объяснительные теории следуют этому образцу. При этом если Евклид и многие ученые после него полагали, что исходные положения теоретической системы представляют из себясамоочевидные истины, то современные ученые понимают, что такие истины трудно достижимы и постулаты их теорий являются не более чем предположениями о глубинных причинах явлений. История науки дала достаточно много свидетельств наших заблуждений, в связи с этим основоположения объяснительной теории рассматриваются как гипотезы, истинность которых еще нуждается в доказательстве. Менее фундаментальные законы изучаемой области явлений дедуктивно выводятся из основоположений теории. По этой причине-то объяснительная теория и принято называть ʼʼгипотетико-дедуктивнойʼʼ: она дает дедуктивную систематизацию знания, опираясь на гипотезы.

Исходные понятия и принципы теории относятся непосредственно не к реальным вещам и явлениям, а к некоторым абстрактным объектам, в совокупности образующим идеализированный объект теории. В классической механике таким объектом является система материальных точек; в молекулярно-кинœетической теории – множество замкнутых в определœенном объёме хаотически соударяющихся молекул, представляемых в виде абсолютно упругих материальных шариков; в теории относительности – множество инœерциальных систем и т.п. Эти объекты не существуют сами по себе в реальности, они являются мысленными, воображаемыми объектами. При этом идеализированный объект теории имеет определœенное отношение к реальным вещам и явлениям: он отображает некоторые абстрагированные от них или идеализированные свойства реальных вещей. К примеру, из повсœедневного опыта нам известно, что если тело толкнуть, оно начнет двигаться. Чем меньше трение, тем больший путь оно пройдет после толчка. Мы можем вообразить, что трение вообще отсутствует, и получим образ объекта͵ движущегося без трения – по инœерции. Реально таких объектов не существует, ибо трение или сопротивление окружающей среды полностью устранить невозможно, это – идеализированный объект. Точно так же вводятся в науку такие объекты, как абсолютно твердое или абсолютно черное тело, совершенное зеркало, идеальный газ и т.п. Заменяя реальные вещи идеализированными объектами, ученые отвлекаются от второстепенных, несущественных свойств и связей реального мира и выделяют в чистом виде то, что представляется им наиболее важным. Идеализированный объект теории намного проще реальных объектов, но именно эта простота позволяет дать его точное и даже математическое описание. Когда астроном рассматривает движение планет вокруг Солнца, от отвлекается от того, что планеты - –то целые миры, имеющие богатый химический состав, атмосферу, ядро, температуру поверхности и т.п., и рассматривает их как простые материальные точки, характеризующиеся лишь массой и расстоянием от Солнца, но как раз благодаря этому упрощению он и получает возможность описать их движение в строгих математических уравнениях.

Идеализированный объект теории служит для теоретической интерпретации ее исходных понятий и принципов. Понятия и утверждения теории имеют только то значение, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ придает им идеализированный объект, и говорят только о свойствах этого объекта. Именно в связи с этим их нельзя прямо соотносить с реальными вещами и процессами.

В исходный базис теории включают также определœенную логику – набор правил вывода и математический аппарат. Конечно, в большинстве случаев в качестве логики теории используется обычная классическая двузначная логика, однако в некоторых теориях, к примеру, в квантовой механике, порой обращаются к трехзначной или вероятностной логике. Теории отличаются также используемыми в них математическими средствами.

Итак, основание гипотетико-дедуктивной теории включает в себя набор исходных понятий и принципов; идеализированный объект, служащий для их теоретической интерпретации, и логико-математический аппарат. Из этого основания дедуктивным путем получают всœе другие утверждения теории – законы меньшей степени общности. Ясно, что и эти утверждения говорят об идеализированном объекте.

Но как же теория должна быть соотнесена с реальностью, в случае если всœе ее утверждения говорят об идеализированных, абстрактных объектах? Для этого к гипотетико-дедуктивной теории присоединяют неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ множество редукционных предложений (правил), связывающих отдельные ее понятия и утверждения с эмпирически проверяемыми утверждениями. Допустим, к примеру, что вы произвели баллистический расчет полета снаряда весом 10 кᴦ., выпущенного из орудия, ствол которого имеет угол наклона к плоскости горизонта 30 градусов. Ваш расчет носит чисто теоретический характер и имеет дело с идеализированными объектами. Для того чтобы сделать его описанием реальной ситуации, вы добавляете к нему ряд редукционных предложений, которые отождествляют ваш идеальный снаряд с реальным снарядом, вес которого никогда не будет в точности равен 10 кᴦ.; угол наклона орудия к горизонту также принимается с некоторой допустимой погрешностью; точка падения снаряда превратится в область с определœенными размерами. После этого ваш расчет получит эмпирическую интерпретацию и его можно соотносить с реальными вещами и событиями. Точно так же обстоит дело и с теорией в целом: редукционные предложения придают теории эмпирическую интерпретацию и позволяют использовать ее для предсказания, постановки экспериментов и практической деятельности.

Научная теория - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Научная теория" 2017, 2018.

ТЕОРИЯ НАУЧНАЯ - наиболее развитая форма организации научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и существенных связях изучаемой области действительности. Примерами Т.н. являются классическая механика И. Ньютона, корпускулярная и волновая теории света, теория биологической эволюции Ч. Дарвина, электромагнитная теория Дж.К. Максвелла, специальная теория относительности, хромосомная теория наследственности и т.п.

Наука включает в себя описания фактов и экспериментальных данных, гипотезы и законы, классификационные схемы и т.п., однако только Т.н. объединяет весь материал науки в целостное и обозримое знание о мире. Ясно, что для построения Т.н. предварительно должен быть накоплен определенный материал об исследуемых объектах и явлениях, поэтому теории появляются на достаточно зрелой стадии развития научной дисциплины. В течение тысячелетий человечество было знакомо с электрическими явлениями, однако первые Т.н. электричества появились лишь в сер. 18 в. На первых порах, как правило, создаются описательные теории, дающие лишь систематическое описание и классификацию исследуемых объектов. В течение длительного времени теории биологии, включая теории эволюции Жана Батиста Ламарка и Дарвина, были описательными: они описывали и классифицировали виды растений и животных и их происхождение; таблица химических элементов Д. Менделеева представляла собой систематическое описание и классификацию элементов. И это вполне естественно. Приступая к изучению некоторой области явлений, ученые должны сначала описать эти явления, выделить их признаки, классифицировать их по группам. Лишь после этого становится возможным более глубокое исследование по выявлению причинных связей и открытию законов.

Высшей формой развития науки считается объяснительная теория, дающая не только описание, но и объяснение изучаемых явлений. К построению именно таких теорий стремится каждая научная дисциплина. Иногда в наличии подобных теорий видят существенный признак зрелости науки: дисциплина может считаться подлинно научной только тогда, когда в ней появляются объяснительные теории.

Объяснительная теория имеет гипотетико-дедуктивную структуру. Основанием Т.н. служит набор исходных понятий (величин) и фундаментальных принципов (постулатов, законов), включающих только исходные понятия. Именно этот базис фиксирует тот угол зрения, под которым рассматривается реальность, задает ту область, которую охватывает теория. Исходные понятия и принципы выражают основные, наиболее фундаментальные связи и отношения изучаемой области, которыми определяются все остальные ее явления. Так, основанием классической механики являются понятия материальной точки, силы, скорости и три закона динамики; в основе электродинамики Максвелла лежат его уравнения, связывающие определенными соотношениями основные величины этой теории; специальная теория относительности опирается на уравнения А. Эйнштейна и т.д.

Со времен Евклида дедуктивно-аксиоматическое построение знания считалось образцовым. Объяснительные теории следуют этому образцу. Однако если Евклид и многие ученые после него полагали, что исходные положения теоретической системы представляют собой самоочевидные истины, то современные ученые понимают, что такие истины найти нелегко, и постулаты их теорий служат не более чем предположениями о глубинных причинах явлений. История науки дала достаточно много свидетельств наших заблуждений, поэтому основоположения объяснительной теории рассматриваются как гипотезы, истинность которых еще нуждается в доказательстве. Менее фундаментальные законы изучаемой области дедуктивно выводятся из основоположений теории. Поэтому-то объяснительная теория и называется «гипотетико-дедуктивной».

Исходные понятия и принципы Т.н. относятся непосредственно не к реальным вещам и событиям, а к некоторым абстрактным объектам, в совокупности образующим идеализированный объект теории. В классической механике им является система материальных точек; в молекулярно-кинетической теории - множество замкнутых в определенном объеме хаотически соударяющихся молекул, представляемых в виде абсолютно упругих шариков, и т.п. Эти объекты не существуют сами по себе в реальности, они являются мысленными, воображаемыми объектами. Однако идеализированный объект теории имеет определенное отношение к реальным вещам и явлениям: он отображает некоторые абстрагированные от них или идеализированные свойства реальных вещей. Таковы абсолютно твердое или абсолютно черное тело; совершенное зеркало; идеальный газ и т.п. Заменяя реальные вещи идеализированными объектами, ученые отвлекаются от второстепенных, несущественных свойств и связей реального мира и выделяют в чистом виде то, что представляется им наиболее важным. Идеализированный объект теории намного проще реальных предметов, но именно это позволяет дать его точное математическое описание. Когда астроном исследует движение планет вокруг Солнца, он отвлекается от того, что планеты - это целые миры, имеющие богатый химический состав, атмосферу, ядро и т.п., и рассматривает их как просто материальные точки, характеризуемые лишь массой, расстоянием от Солнца и импульсом, но как раз благодаря этому упрощению он и получает возможность описать их движение в строгих математических уравнениях.

Идеализированный объект Т.н. служит для теоретической интерпретации ее исходных понятий и принципов. Понятия и утверждения Т.н. имеют только то значение, которое придает им идеализированный объект. Это объясняет, почему их нельзя прямо соотносить с реальными вещами и процессами.

В исходный базис Т.н. включают также определенную логику - набор правил вывода и математический аппарат. Конечно, в большинстве случаев в качестве логики Т.н. используется обычная классическая двузначная логика, однако в некоторых теориях, напр. в квантовой механике, порой обращаются к трехзначной или вероятностной логике. Т.н. отличаются также используемыми в них математическими средствами. Т.о., основание гипотетико-дедуктивной теории включает в себя набор исходных понятий и принципов, идеализированный объект, служащий для их теоретической интерпретации, и логико-математический аппарат. Из этого основания дедуктивным путем получаются все др. утверждения Т.н. - законы меньшей степени общности. Ясно, что и эти утверждения говорят об идеализированном объекте.

Вопрос о том, включаются ли в Т.н. эмпирические данные, результаты наблюдений и экспериментов, факты, пока остается открытым. По мнению одних исследователей, факты, открытые благодаря теории и объясняемые ею, должны включаться в теорию. По мнению др., факты и экспериментальные данные лежат вне Т.н. и связь между теорией и фактами осуществляется посредством особых правил эмпирической интерпретации. С помощью таких правил происходит перевод утверждений теории на эмпирический язык, что позволяет проверить их с помощью эмпирических методов исследования.

К основным функциям Т.н. относят описание, объяснение и предсказание. Т.н. дает описание некоторой области явлений, определенных объектов, к.-л. аспектов действительности. В силу этого Т.н. может оказаться истинной или ложной, т.е. описывать реальность адекватно или искаженно. Т.н. должна объяснять известные факты, указывая на те существенные связи, которые лежат в их основе. Наконец, Т.н. предсказывает новые, еще не известные факты: явления, эффекты, свойства предметов и т.п. Обнаружение предсказанных Т.н. фактов служит подтверждением ее плодотворности и истинности. Расхождение между теорией и фактами или обнаружение внутренних противоречий в теории дает импульс к ее изменению - к уточнению ее идеализированного объекта, к пересмотру, уточнению, изменению ее отдельных положений, вспомогательных гипотез и т.п. В отдельных случаях эти расхождения приводят ученых к отказу от теории и к замене ее новой теорией.

Классификация научных теорий

Научные теории являются весьма разнообразными как по предмету исследования, так и по глубине раскрытия сущности изучаемых процессов и функциям, осуществляемым ими в познании. Все это делает крайне сложной проблему установления их общих структурных элементов и утопичной попытку нахождения какой-то единой модели или схемы, с помощью которой можно было бы объяснить все теории. Такую модель настойчиво пытались найти сторонники позитивизма, которые в качестве идеала рассматривали теории математического естествознания и прежде всего теоретической физики. Безуспешность таких попыток, признанная в конце концов лидерами неопозитивизма, привела к скептическому отношению к самой проблеме анализа структуры теорий, в результате чего возникла тенденция к простому описанию теорий различного содержания, которая всегда поддерживалась многими историками.

На наш взгляд, более перспективным является такой подход к классификации теорий, при котором учитываются определенные общие их особенности в зависимости от уровня абстрактности, глубины проникновения в сущность явлений, точности предсказаний, структуры и функций в познании.

Все научные теории, как и науки в целом, могут классифицироваться прежде всего по предмету исследования, т.е. той области действительного мира, которую они изучают. По этому основанию мы различаем, с одной стороны, теории, отображающие объективные свойства и закономерности реального мира, такие как физические, биологические, социальные и т.п. теории. В нашей философской литературе такая классификация трактуется как изучение различных форм движения материи. С другой стороны, существует немало теорий и наук, которые ставят своей целью изучение субъективной реальности, т.е. мира нашего сознания, эмоций, мыслей, идей. К ним относятся психология, логика, риторика, педагогика, этика и др. Дополнительно к указанной классификации мы рассмотрим иные, базирующиеся на других основаниях деления.

1. Феноменологические и нефеноменологические теории. Эта классификация теорий основывается на глубине раскрытия ими специфических особенностей и закономерностей изучаемых процессов. Она соответствует, таким образом, развитию процесса научного познания, который обычно начинается с изучения в феноменологических теориях наблюдаемых свойств и отношений явлений. Глубина познания в них не идет дальше сферы явлений, отсюда и происходит само их название (древнегреческое phainomenon означает "явление"). Но на этом наука не может остановиться и поэтому от изучения явлений переходит к раскрытию их сущности, внутреннего механизма, управляющего явлениями, а тем самым и к более полному и глубокому их объ- яснению. В этих целях ученые выдвигают гипотезы о ненаблюдаемых объектах, таких, как молекулы, атомы, элементарные частицы и кварки в физике, гены в биологии и т.п., с помощью которых объясняют свойства наблюдаемых объектов. Феноменологические теории часто отождествляют с эмпирическими и описательными, и для этого имеются определенные основания, во-первых, потому что они опираются также на опыт и наблюдения, во-вторых, они не вводят ненаблюдаемые объекты и не прибегают к абстракциям и идеализациям и основанным на них теоретическим понятиям.

В отличие от них нефеноменологические теории стремятся объяснить наблюдаемые явления, и поэтому их называют также объяснительными теориями. На ранней стадии развития любой науки в ней преобладают теории, которые описывают и систематизируют накопленный эмпирический материал, а также устанавливают логические связи между отдельными его элементами. Переход от феноменологических теорий к объяснительным характеризует уровень развития науки, ее теоретическую зрелость. В одних науках этот переход произошел уже давно, в других - только происходит, в третьих - еще лишь начинается.

В последние десятилетия интерес к феноменологическим теориям возрос благодаря широкому использованию в кибернетике, а затем и в других науках модели так называемого черного ящика. Внутреннее устройство такого "ящика" исследователю неизвестно, он может лишь манипулировать сигналами, поступающими на "вход" и наблюдать сигналы на "выходе". По ним он должен установить, по каким законам происходит в ящике преобразование информации и благодаря этому "превратить" "черный ящик" в "белый". Ценность такого подхода состоит в том, что любую теорию, описывающую взаимодействие системы с окружающей средой, можно уподобить "черному ящику", в котором входящиее сигналы характеризуют воздействие со стороны внешней среды, а выходящие - реакцию системы на эти воздействия.

2. Деление теорий на детерминистические и стохастические имеет основанием точность предсказаний. В западной методологии такие теории обычно именуются как детерминистические и индетерминистические, но такое название не вполне корректно. По сложившейся традиции детерминистическими там принято называть теории, допускающие достоверные предсказания, такие, как теории классической механики и гравитации, теорию электромагнетизма Д.К. Максвелла и другие, которые в нашей литературе раньше называли непонятно почему динамическими, а в последнее время строго детерминистическими. Такое название хотя и нельзя признать вполне удачным, но оно по крайней мере указывает на существование теорий противоположного характера, т.е. не строго детерминистического, а стохастического, или случайного, типа. Часто стохастические теории называют также вероятностно-статистическими, так как они основываются на статистической информации, а их предсказания являются вероятностными. С логической точки зрения основное отличие между детерминистическими и стохастическими теориями объясняется различием их исходных посылок. Если в теориях первого типа посылками служат некоторые универсальные утверждения (аксиомы, постулаты, законы, принципы), то в теориях второго типа для этого используется статистическая информация в форме статистических законов, обобщений или гипотез.

3. Динамические и статические теории, как показывает их название, различаются по такому основанию деления, как равновесие и движение природных или социальных систем. Поскольку все в мире находится в постоянном движении и развитии, то динамические теории преобладают в науке. Они анализируют переходы от одного состояния системы к другому или от одних систем к другим. Статические теории описывают взаимосвязи между элементами систем, находящихся в равновесии. Они представляют собой как бы "моментальный снимок" с системы, находящейся в относительном покое. Обычно такие теории изучаются вместе с динамическими теориями, составляя необходимый элемент единой научной дисциплины.

4. Формальные и содержательные теории различаются между собой тем, что первые исследуют общую структуру, или форму явлений, предметов и процессов, вторые - их конкретные свойства и отношения. Наиболее типичными формальными теориями являются теории математики и логики, поэтому последнюю часто называют формальной логикой.

Характерная особенность формальных теорий состоит в том, что в своем исследовании они абстрагируются, отвлекаются от конкретного содержания изучаемых предметов и процессов и выделяют их форму, или структуру, в чистом виде. Так, в математике мы используем одни и те же числа для счета небесных тел, живых существ, людей и т.п. объектов. Одними и теми же математическими уравнениями описывают движение земных и небесных тел, биологические и социальные процессы. В формальной логике не интересуются конкретным содержанием понятий, суждений и умозаключений, а выделяют общую их форму, или структуру, благодаря чему ее методы могут быть применены в любом процессе рассуждений как в науке, так и в повседневной жизни. Что касается содержательных теорий, то они могут быть весьма разнообразными как по предмету исследования, так и по методам и глубине раскрытия сущности изучаемых явлений, о чем говорилось выше.

В.1 Научная теория как форма упорядочения знаний. Структура научной теории, ее идеальные объекты, законы, ядро, периферия, эмпирический базис. Посттеоретический характер образования научной теории .

В современной методологии научное знание понимается как иерархически организованное:

научная картина мира (философские предпосылки) –верхний этаж,

общие теории (включает категории самого абстрактного уровня),

частные, или специальные теории (формализованные конкретные модели изучаемой предметной области),

эмпирические исследования (отвечающие требованиям науки, обеспечивающие прирост знания, задача-не только собрать и обработать факты, но и обеспечить проверку теории, ее верификацию),

Прикладные исследования (изучение и решение конкретных задач, используют частные теории) –нижний этаж.

Выделенные уровни и типы знания различаются степенью обобщенности (абстракности) понятий, используемых на данном уровне и степенью распространенности знаний данного уровня. Самым абстрактным и менее распространенным –нкм, самым конкретным и распространенным-прикладное.

Теория-это высшая форма организации научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и сущностных связях в изучаемом объекте, это система знаний, описывающая и объясняющая определенную совокупность явлений, дающая обоснование всех выдвинутых положений и сводящая открытые в данной области законы к единому основанию. (Например, теория относительности, квантовая теория, теория государства и права и т. д.)

Теория отражает реальность избирательно и под определенным углом зрения. Она отсекает второстепенное и оставляет главное: теория выступает как своеобразный интеллектуальный фильтр. В методологической литературе существует множество определений научной теории: как совокупность логически связанных между собой абстрактных понятий, подвергающихся эмпирической проверке; как иерархически организованную ситему предложений и гипотез, находящихся в отношениях выводимости; как совокупность утверждений о реальном мире, которые описывают связь переменных; как знание особого рода обладающее свойством универсальности (всеобщности) и необходимости ит.д.

Основные черты научной теории:

1. Научная теория - это знание об определенном предмете или строго определенной, органически связанной группе явлений. Объединение знания в теорию определяется ее предметом.

2. Теорию в качестве важнейшего ее признака характеризует объяснение известной совокупности фактов, а не простое их описание, вскрытие закономерностей их функционирования и развития.

3. Теория должна обладать прогностической силой, предсказывать течение процессов.

4. В развитой теории все ее главные положения должны быть объединены общим началом, основанием.

5. Все входящие в содержание теории положения должны быть обоснованы.

В классической науке теория-это система законов и основной категориальный аппарат описания. Она представляет собой в большинстве случаев дедуктивную систему организации знания, включающая правила логического вывода более конкретного знания из наиболее общих оснований-посылок для данной теории. Теория является открытой как для согласования с другими теориями, имющими отношение к данной предметно-проблемной области, так и для исследования фактов (эмпирические исследования). Теории различаются по характеру решаемых задач, по способам своего построения, типам используемых исследовательских процедур. Различают: 1-гипотетико-дедуктивные (характеризуются иерархической соподчиненностью компонентов, обеспечивающих переход от высказывания к высказыванию без привлечения доп. информации, нацелены на процедуры объяснения); 2-феноменологические (описывают факты-феномены (явления) эмпирического мира, нацелены на построение моделей и прогнозов); 3-индуктивно-дедуктивные (эмпирические исследования, обобщения, выявление закономерностей); 4-формализованные теории логики и математики. (есть и другие классификации)

В структуре теории выделяют: 1-фундаментальную теоретическую схему-исходные принципы, универсальные (для данной теории) законы, основные системообразующие категории и понятия (напр., аксиомы Евклида; принципы диалектики и т.д.) 2- возможные дополнительные частные теоретические схемы, конкретизирующие фундаментальную теоретическую основу; 3- идеальные модели (схемы, объекты, концепты) изучаемого объекта с описанием основных связей, свойств, признаков объекта, на которую проецируются интерпретации всех утверждений теории; 4-логическую схему, включающую правила вывода, способов доказательства; 5-формализованный язык - тезаурус; 6- схему перехода от концептуальной (фундаментальной) схемы к уровню фактов, процедур наблюдения и эксперимента; 7-совокупность законов и утверждений, логически выведенных из фундаментальных посылок.

Абстрактные объекты верхнего слоя образуют относительно автономные области, могут иметь избыточное содержание,т.е. они не проецируются целиком на объективную реальность, хотя правильно ее объясняют, т.к. -это не только идеальная модель действительности, но и сокращенная система практических действий, которые необходимо осуществить ученому, чтобы получить это понятие. Теория выполняет 2 функции-репрезентативную, т.е. она служит абстрактной моделью реальных объектов, и регулятивную, т.к. является системой теоретических операций, посредством которых осуществляется построение абстрактной теории. Поскольку теор.знание не копирует реальность, а воплощает определенное отношение субъекта к реальности, постольку одной и той же реальности соответствуют 2 и более теории (напр.: в квантовой один и тот же реальный процесс описывается 2 идеализированными схемами-волновой и корпускулярной).

Идеальный объект в науке- это понятие, в котором отражается специфика построения и функционирования теоретического и эмпирического знания. Это мысленная конструкция создается посредством идеализации и связана с введением в содержание понятия признаков, не существующих в действительности у рассматриваемого объекта (напр. абсолютно черное тело, мат.точка и т.д) Мысленные эксперименты над ид.объектами и их системами позволяет зафиксировать закономерности, недоступные при изучении реальных объектов в многообразии их свойств. Это концептуальная или математическая модель, которая строится на аналогии свойств и отношений между оригиналом и моделью, изучив связи между величинами, описывающими модель, переносят их на оригинал и делают правдоподобные заключения об особенностях последнего..

Закон-существенная, необходимая, повторяющаяся, внутренне необходимая связь между явлениями. Черты закона-необходимость, всеобщность,повторяемость, инвариантность. В макромире различают 3 типа законов:1-тенденция, 2-закон однозначной детерминации, имеющий место прежде всего в технике, 3-статистический-закон больших чисел. В микромире-вероятностные законы, обусловленные корпускулярно-волновым дуализмом микрообъектов.

Т.о., т.-это система логически взаимосвязанных утверждений, интерпретируемых на идеальных объектах, представляющих фрагмент изучаемой действительности. Т.должна объяснять известные факты, предсказывать еще неизвестные.

По отношению к т. осуществляются ряд процедур ее обоснования (проверка на истинность): верификация, фальсификация, методологическая рефлексия ее оснований и т.д. Переход от теории к фактам осуществляется посредством гипотез, вытекающих из т., но обоснованных эмпирическими данными, т.к.наука представляет собой единство теории и эмпирии.

Теория - система знаний, форма науки

Эмпирия - накопление знаний, содержание науки, наблюдение и/или эксперимент.

В соответствии с этим делением науки следует различать теоретические и эмпирические знания.

Теоретическое знание - знание закона (закон науки, принцип)

Эмпирическое знание - знание явления (факт).

Теоретическое знание объясняет, что происходит.

Эмпирическое знание описывает, что происходит.

Теория - объяснение, эмпирия - описание. В целом они нацеливают человека на понимание того, что происходит.

Взаимодействие между теорией и эмпирией осуществляется благодаря гипотезе и (положительная связь) и критике (отрицательная связь). (см.схему) ТЕОРИЯ

ГИПОТЕЗА КРИТИКА

Гипотеза осуществляет положительную связь теории и эмпирии (когда теория и эмпирия предполагают друг друга).

Теоретическая гипотеза - когда теория предполагает эмпирию.

Эмпирическая гипотеза - когда эмпирия предполагает теорию.

Критика осуществляет отрицательную связь (когда теория и эмпирия отрицают друг друга).

Теоретическая критика - когда теория отрицает или поправляет эмпирию. (Пример: Д.И. Менделеев на основе своей периодической системы химических элементов указал на ряд неточностей в эмпирической оценке некоторых элементов).

Эмпирическая критика - когда эмпирия отрицает или поправляет теорию. Гипотеза и критика не исключают в абсолютном смысле друг друга. Гипотеза, как правило, ставит что-то под сомнение, а критика опирается на гипотезу.

Любая т. должна стремиться к максимальной полноте, адекватности описания, целостности, выводимости своих положений друг из друга, внутренней непротиворечивости.

Т. в своем развитии опирается на эмпирический базис.

Можно выделить по меньшей мере три главных компонента оснований научной деятельности: идеалы и нормы исследования, научную картину мира и философские основания науки. (см. в приложении)

В постнеклассический период(20в.) развития науки-выбор т. или ее формирование связывается уже не с проблемами ее внутренней организации знания, а ее вписанности в более широкие контексты: в н аучныек артиным ира (способ видения мира как целого, включая и человека в нем), внутри или под воздействием которых формируются конкретные т., а также конкретные т. способствуют изменению н.к.м.; стратегии, применяемые определенным научным сообществом для закрепления своего доминирующего положения в науке; вписанность т. в тип культуры общества (в познавательные практики, принятые в данной культуре). Наука связана с обыденным познанием, идеалами и нормами научного познания.

Т. в этот период не рассматривается как кумулятивный процесс. Представления о развити теории в классический период были дополнены представлениями о научных революциях и смене парадигм (Т.Кун), о переориентации «защитного пояса» инвариантного ядра исследовательской программы (Лакатос), о методологическом анархизме (П.Файерабенд), о понятии эпистемы (М.Фуко), о теориях среднего уровня или теориях среднего радиуса действия (Р.Мертон). Это приведо к тому, что универсальность теории как высшей формы организации знания ставилась под вопрос, особенно в социогуманитарном знании. В более мягких версиях критики предлагалось снятие более строгих требований к теории любого рода, а сама она приобретала вид научной концепции, которая задает видение, логику, средства (концепты) описания исследуемой области, но не стремится выявить закономерности. Знание преврашается в дискурсивное, порождающее другие дискурсы и коммуникации.

Понимание науки как одной из форм общественного сознания и сферы культуры, дающей достоверные знания о действительности, не является окончательным и завершенным. Остается нераскрытым вопрос о формах проявления научных знаний. Ученые считают, что основной формой научного знания являются научные теории.

Теория как форма научного знания. Теория и научные программы

Теория выступает как наиболее сложная и развитая форма научного знания. Генетически ей предшествуют другие формы, такие, как программы, типологии, классификации, составляющие базу для ее формирования. Поэтому теории возникают на базе таких программ или парадигм (совокупности предпосылок, определяющих конкретное научное исследование и признанных на данном этапе развития науки). В рамках этих парадигм формулируются самые общие базисные положения, используемые в теории, задаются идеалы научного объяснения и организации научного знания, его оценки. Общность этих базисных положений определяется философскими принципами, лежащими в основе научных программ. Эти программы, в свою очередь, функционируют в рамках всего культурно-исторического целого, так как от типа культуры (культура в данном случае понимается как культура определенного народа или группы родственных народов в определенный период времени) зависит, какие проблемы находятся в центре внимания общества, предпочтительный способ решения этих проблем, позиция общества и политика государства по отношению к ученым и их запросам.

Поскольку культура общества не является однородной, в рамках одного культурно-исторического целого может быть сформулировано несколько научных программ. В свою очередь, одна научная программа порождает, как правило, несколько научных теорий. Непонимание или недостаточное внимание к проблеме связи науки и культуры в целом приводит к невозможности выявления причин развития науки, смены научных парадигм.

Структура научной теории

Приступая к описанию структуры научной теории, необходимо отметить, что его можно давать как с содержательной, так и с формальной стороны. С содержательной стороны теория состоит из эмпирического базиса, то есть совокупности зафиксированных в данной области знания фактов, установленных в ходе экспериментов и требующих своего теоретического обобщения; логического аппарата теории, то есть множества допустимых в рамках теории правил логического вывода и доказательства, с помощью которых делаются выводы из эмпирических фактов; собственно теории, то есть совокупности выведенных в теории утверждений с их доказательствами.

Однако более интересен анализ теории с формальной точки зрения. В этом случае теория предстает перед нами в виде множества допущений, постулатов, аксиом, общих законов, в совокупности описывающих объект теории. Они часто определяются через термины других теорий, обычного естественного языка, либо вводятся в теорию в виде аксиом - предложений, не требующих доказательств. Из исходных терминов с помощью логических правил вывода можно получить производные термины - они всегда определяются через исходные термины.

Наряду с отмеченными выше во всех теориях есть утверждения и допущения, не доказываемые в рамках самой теории, но играющие такую важную роль, что их пересмотр или удаление влекут за собой отмену всей теории. Это идеалы объяснения, доказательства, организации знания - то, что уходит корнями в культуру своей эпохи, то, что мы называем научной программой. Как эти положения с формальной точки зрения соотносятся с теорией?

Мы выделяем собственные основания теории - это исходные термины и предложения теории, которые логически (с помощью правил и законов логики) обусловливают остальные ее термины и предложения. Собственные основания принадлежат самой теории, находятся внутри нее.

Также есть вспомогательные основания теории - то, что служит для построения, обоснования теории, решения ее прикладных и теоретических проблем. Среди них выделяются несколько групп:

1. Семиотические основания - правила построения языка теории и теории в этом языке. Часть научных теорий использует естественный язык (то есть язык, на котором мы говорим), вводя некоторые ограничения (например, запрещение многозначности терминов). Но многие теории требуют формализованных языков (например, многочисленные языки компьютерного программирования), построенных по специальным правилам, удобным для данной теории.

2. Методологические основания - методы, которыми пользуется данная наука. Они могут привлекаться из других теорий, наук, философии.

3. Логические основания - те правила и законы логики, по которым из исходных терминов и предложений теории получаются производные при сохранении определенного изначального семиотического значения предложений. Это средства логической систематизации теории, приведения ее терминов и предложений в логическую систему. Современные теории используют не только общеизвестную классическую (аристотелевскую) логику, но и многочисленные неклассические логики, многие из которых создаются специально, с учетом запросов конкретной теории.

4. Прототеоретические основания - те теории, которые используются в качестве оснований данной теории. Например, для физики - это математика, для философии естествознания -все частные естественные науки и т.д.

5. Философские основания - категории и принципы философии, используемые для построения, обоснования теории и решения ее проблем. Примерами философских проблем научных теорий являются: отношение теории к действительности, методы и критерии оценки истинности теории, введение и исключение абстракций, анализ содержания и формы теории.

В качестве философских оснований науки использовались различные философские концепции. Философские основания должны быть адекватны данной науке, то есть должны способствовать обновлению, развитию, практическому применению и решению основных проблем данной науки.

Иначе говоря, развитие самой теории небезразлично к философским основаниям этой теории. Например, хорошо известно, что становлению геометрии Лобачевского, то есть становлению новых для своего времени собственных оснований геометрии (новой системы аксиом, допускающей пересечение параллельных прямых), существенно препятствовали метафизические философские основания математики, господствовавшие в науке того времени. Ведь никаких аргументов логического или методологического характера против геометрии Лобачевского не было. Ее противники выдвигали аргументы чисто гносеологического характера, их не устраивал способ решения Лобачевским проблем истинности.

Соотношение философских оснований науки и научной теории является оптимальным, если философские основания работают независимо от специфики этапа развития науки. Другими словами, подлинная адекватность философских оснований достигается при их независимости от конкретных гносеологических предпосылок, принимаемых на данном этапе развития науки.

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.