Читайте также:
|
Теоретическое знание, в отличие от эмпирического, строится умственным путем, при отсутствии контакта с изучаемыми объектами действительности.
Теоретик работает не с самими объектами, а с их мысленными образами. Его материальные орудия деятельности – не приборы или испытательные стенды, а всего лишь карандаш и бумага, к которым в наше время добавился еще и компьютер. Считается, что затраты на развитие теоретических исследований на два порядка ниже, чем на развитие эмпирических.
Специфическим признаком теоретического познания является создание идеальных объектов, раскрывающих сущность эмпирически наблюдаемых явлений. В процессе теоретического познания идеальные объекты различным образом комбинируются, из них строятся мысленные конструкции, представляющие собой мысленные модели изучаемых явлений.
Теоретическое исследование, направленное на объяснение эмпирических фактов и закономерностей, может развиваться двояким путем.
Первый путь – нефундаментальное теоретическое исследование. Оно состоит в том, что объяснение эмпирических фактов и закономерностей ищется в уже имеющихся в науке теориях. Это может потребовать дальнейшего развития теорий, включения в них новых идей, расширения их предметной области. Но когда на этом пути не удается добиться успеха, то приходится вступать на второй путь – путь фундаментального теоретического исследования. Оно связано с разработкой принципиально новой научной теории.
Принципиально новое теоретическое знание не может быть получено ни посредством индуктивного обобщения эмпирических фактов, ни посредством дедуктивного вывода из старого теоретического знания. По словам Эйнштейна, исходные идеи, понятия, принципы новой теории являются продуктами «изобретения», «догадки». Они рождаются как «свободные творения разума». «На опыте можно проверить теорию, но нет пути от опыта к теории»; к основным законам новой теории «ведет не логический путь, а только
основанная на проникновении в суть опыта интуиция» (Эйнштейн А. Собрание научных трудов. Т.4. М., 1967. С. 183, 291).
Первые шаги к новой теории связаны с поиском новых теоретических моделей изучаемых явлений. Создание теоретической модели совершается умозрительно, на основе свободной игры воображения. Ученый придумывает, изобретает различные варианты таких моделей и выбирает из них те, которые кажутся ему наиболее подходящими для объяснения эмпирических данных.
Важную роль здесь играют разнообразные мысленные эксперименты. Мысленный эксперимент это умозрительное исследование теоретической модели, направленное на изучение ее «поведения» в различных мысленно представляемых условиях.
Изучение теоретических моделей в мысленных экспериментах позволяет сформулировать понятия и принципы, которые отражают свойства этих моделей.
Одним из первых, кто использовал метод мысленного эксперимента, был Галилей. Представив в воображении идеальный шар, катящийся по идеально гладкой плоскости, он пришел к выводу, что если плоскость строго горизонтальна, то не существует никакой силы, которая заставила бы шар прекратить движение. Этот вывод был позже сформулирован Ньютоном как принцип инерции – одно из фундаментальных положений механики. Эйнштейн при построении общей теории относительности прибегал к мысленным экспериментам, в которых рассматривал кабину лифта, расположенного в космическом пространстве. Наблюдатель, находящийся в лифте, не сможет определить, что является причиной давления тел на пол: сила тяжести или ускорение движения кабины «вверх». Это позволило Эйнштейну сформулировать принцип эквивалентности гравитационной и инертной массы.
Найденные умозрительно понятия и принципы образуют фундамент новой теории. Но чтобы на этом фундаменте возвести здание теории, необходимо вернуться из умозрительного мира, где царит игра воображения и полет фантазии, в мир «железной логики» и «упрямых фактов», которыми проверяются и обосновываются результаты воображения, интуиции, мысленных экспериментов. Из основных понятий и принципов теории должны быть логически выведены всевозможные следствия и развернута система понятий, суждений и умозаключений. Эта система и образует содержание теории. Сформулированные в ней утверждения – теоретические законы – должны объяснять известные факты и закономерности и предсказывать новые.
ТЕОРИЯ это логически упорядоченная система знаний о каких-либо явлениях, в которой строятся их мысленные модели и формулируются законы, объясняющие и предсказывающие наблюдаемые факты и закономерности.
Теория отражает действительность опосредованно: мысленные модели выступают как промежуточное звено между теорией и действительностью. Поскольку модели соответствуют реальности, постольку и теория отражает реальность. Но модель всегда основывается на упрощении, схематизации,
идеализации реальности, поэтому и теория всегда отражает реальность лишь в упрощенном, схематизированном и идеализированном виде. Теоретические законы описывают свойства идеальных объектов. Чтобы применить теоретические законы к реальным объектам, необходимо построить для последних соответствующие теоретические модели.
Логическое развертывание и систематизация содержания теории происходит в разных науках по-разному.
В математике, начиная со времен Евклида, развивается аксиоматический метод построения теорий.
Аксиоматический метод состоит в том, что, во-первых, за исходные положения теории принимаются не подлежащие доказательству аксиомы; во-вторых, все остальные положения теории логически выводятся из аксиом по правилам дедуктивного вывода; в-третьих, все термины, содержащиеся в языке теории, определяются через неопределяемые термины, фигурирующие в аксиомах.
Аксиоматическое построение придает теории логическую стройность, строгость и четкость. Построение теории становится особенно строгим, если к трем указанным условиям добавляется еще точное определение используемых в ней правил логического вывода, а сама теория формализуется.
Формализация предполагает изложение теории на особом языке, т.е. языке со строго фиксированном синтаксисом. Этот язык состоит из набора исходных символов, а также правил образования из них языковых выражений (формул) и правил перехода от одних формул к другим.
Теория, изложенная в формализованном языке, превращается в формализованную систему. В такой системе содержательные рассуждения, основанные на понимании смысла терминов, заменяются формальными операциями со знаками по заданным правилам. Это позволяет сводить процессы рассуждения к четко определенным алгоритмам, программировать их и «поручать» их проведение компьютеру. Для приложения формализованной теории к описанию каких-либо объектов необходимо установить ее семантику (смысл ее языковых выражений, правила его нахождения). Интерпретация формализованной теории в соответствии с правилами семантики превращает ее в содержательную теорию определенной предметной области.
Аксиоматический метод находит применение и в естественных науках (механике, оптике, термодинамике и др.). Однако возможности его применения в естествознании ограничены, так как содержание естественнонаучных теорий должно обосновываться и корректироваться опытом, а данные опыта могут не укладываться в рамки принятой заранее аксиоматики.
Для наук, основанных на опыте, более подходит гипотетико-дедуктивный метод построения теорий. Он отличается от аксиоматического тем, что исходные положения теории формулируются не как аксиомы, а как гипотезы. В ходе разработки теории к ним могут добавляться новые гипотезы и понятия. В результате в теории образуется иерархическая система гипотез
различного уровня общности. Из них дедуктивным путем извлекаются выводы, которые подлежат проверке опытом.
При гипотетико-дедуктивном построении теории она формулируется как система гипотез, из которых выводятся эмпирически проверяемые следствия.
Важнейшими требованиями такого рода являются:
1. Логическая непротиворечивость.
2. Принципиальная проверяемость. Из гипотезы (теории) должны вытекать следствия, доступные опытной проверке. В противном случае она является принципиально непроверяемой, т.е. ее нельзя ни подтвердить («верифицировать»), ни опровергнуть («фальсифицировать»). С непроверяемыми гипотезами науке просто нечего делать. Эти гипотезы имеют право на существование в другой мировоззренческой конструкции, которая базируется на способности и потребности человеческого сознания верить и надеяться на исполнение своих желаний через сверхъестественное.
3. Фальсифицируемость, т.е. принципиальная возможность опровержения. На важность этого методологического требования впервые обратил внимание в 1930-х годах Карл Поппер. Если любые опытные данные способны только подтверждать гипотезу и не может быть вообще никаких способов ее опровергнуть, то она неинформативна (гипотезы, подобные неопровержимому прогнозу: «Либо дождик, либо снег, либо будет, либо нет», никакой информации не несут).
4. Предсказательная сила. Гипотеза (теория) должна не только объяснять факты, для объяснения которых она создана, но и предсказывать новые. Чем больше неизвестных явлений предсказывает гипотеза и чем менее вероятными представляются ее предсказания, тем выше ее предсказательная сила и тем больший прирост знания она способна дать. Гипотезы, специально придуманные для объяснения какого-то явления и не предполагающие никаких иных следствий, называются гипотезами ad hoc (лат. «к этому»). Такие гипотезы не допускают независимой от данного явления проверки и не приносят никакого достоверного знания.
5. Максимальная простота. Под простотой гипотезы или теории понимается ее способность объяснять наивозможно широкий круг явлений, исходя из сравнительно немногих оснований и не прибегая к произвольным допущениям ad hoc. С простотой связаны логическое совершенство, красота, изящество теории. Оценка гипотез и теорий по этому критерию имеет сравнительный характер: из нескольких равных по прочим критериям гипотез (теорий) предпочтительной является более простая.
6. Преемственность. Новые идеи, гипотезы, теории должны вырастать из предшествующего научного знания, быть его дальнейшим развитием и продолжением. Из новых идей, конкурирующих друг с другом, предпочтительнее (при прочих равных условиях) та, которая «наименее
агрессивна» по отношению к предшествующему знанию, т.е. в наибольшей степени сохраняет его. Это находит выражение в принципе перманентности в математике (Ганкель) и принципе соответствия в физике (Бор); согласно им новая теория, расширяющая наши знания, должна включать в себя старую как свой частный или предельный случай. Именно так соотносятся евклидова и неевклидова геометрия, геометрическая и волновая оптика, классическая и квантовая механика и т.д.
Математизация научно-теоретического знания обычно начинается с квантификации – выяснения простейших количественных параметров и их соотношений. На этой основе создается математическая схема изучаемых явлений, или математическая модель. Она может выражаться в виде системы функций, уравнений, геометрических фигур, графиков и т.д.
Математическое моделирование – это построение теоретических моделей на языке математики.
Математические модели позволяют теоретически исследовать не только количественную сторону явлений, но и многие их качественные, структурные и другие свойства. С помощью математических моделей становится возможным получать выводы, которые трудно или вообще нельзя получить другими средствами. Нередко перевод понятий науки на математический язык становится орудием научных открытий, формирования принципиально новых понятий и идей. Классическим примером могут служить уравнения Максвелла в физике, истолкование которых привело к развитию теории электромагнитного поля.
Большую эвристическую роль в теоретическом познании играет обращение к методу, который называют математической гипотезой. Суть этого метода состоит в том, что математический формализм (уравнение), описывающий одну область явлений, используется в качестве гипотетической математической схемы для описания другой области явлений. При этом в формализм вносятся необходимые изменения, его символы получают новую интерпретацию. Таким путем было открыто Шредингером волновое уравнение в квантовой механике, описывающее поведение электрона в электрическом поле.
Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 76 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |