Структура и методы научного познания

Традиционно естествознание рассматривается как эталон научной объективности и достоверности. В его рамках развита научная методология, используемая не только в научных исследованиях, но и во многих других видах человеческой деятельности.

· Научная методология – учение о логической организации, методах и средствах научной деятельности.

Рассмотрим основные понятия и принципы, касающиеся структуры и методов научного познания.

Наука, ее характерные черты и отличия от других отраслей культуры. За время своего существования люди разработали множество способов познания и освоения окружающего мира. Важнейшим среди них является наука. Мы часто употребляем это слово, но редко задумываемся о его действительном значении. Попытка дать определение науки обычно вызывает затруднения, связанные с многозначностью этого понятия. Науку можно рассматривать и как отрасль культуры, и как теоретический способ познания мира, и как социальный институт. Наиболее часто встречаются следующие определения науки:

· Наука –1)познавательная деятельность, направленная на получение

достоверных знаний о мире и их систематизацию;

2) совокупность объективных знаний о мире.

Научные знания являются лишь одним из видов знания. Поэтому встает вопрос о критериях, позволяющих отличить научное знание от всех остальных (обыденного, религиозного, художественного и др.). Характерными чертами науки являются:

· систематичность (наука это не бессвязный набор идей, а система понятий и законов, структурированных по определенным принципам);

· теоретичность (знания оформляются в виде теорий, обобщающих представления об исследуемых фрагментах реальности);

· рациональность (опора на законы формальной логики);

· достоверность, обусловленная эмпирической проверкой гипотез;

· объективность (независимость результатов исследования от особенностей личности исследователя);

· универсальность и общезначимость (научные знания пригодны для всех).

От искусства наука отличается рациональностью (т.е. оперирует не образами, а понятиями и теориями) и объективностью (результаты научного исследования в отличие от произведений искусства не несут на себе отпечаток личности творца). Объединяет науку и искусство наличие творческого начала.

В отличие от техники, направленной на практическую реализацию научных открытий, целью науки является познание мира т.е. получение знаний.

От философии наука отличается объективностью (философия субъективна – у каждого человека своя, а физика, химия или математика – одна для всех). Целью науки является построение объективной картины мира, а цель философии – формирование мировоззрения. Но и философия, и наука имеют сходные черты: систематичность и теоретичность.

В отличие от религии наука опирается на разум, а не на веру, хотя в основе и той и другой лежат теории, основанные на аксиомах или постулатах (утверждениях без доказательств). Религиозные постулаты, называемые догматами, основаны на вере, а научные аксиомы – на опытных данных и законах логики. В религии, если истины разума и истины веры не совпадают, приоритет отдается истинам веры. Они считаются выше истин разума, так как согласие с ними не следствие логической необходимости, а акт свободной человеческой воли. Религия – это духовно-практическое учение, нацеленное на спасение человеческой души, а наука – теоретическое учение, ее цель – построение объективной картины мира.

Рядом с наукой всегда существовали псевдонауки (астрология, мистика, парапсихология и т.п.), отличающиеся фрагментарностью и часто бездоказательностью, но, тем не менее, пользующиеся большой популярностью. Причиной тому – неполнота научного знания, оставляющая место для догадок и измышлений. Раньше эти пустоты заполнялись религией, а сегодня это место заняла псевдонаука, чьи аргументы, может быть и неверны, но зато понятны всем. Обычному человеку психологически приятнее псевдонаучные объяснения, оставляющие место чудесам, в которых человек нуждается больше, чем в сухих научных рассуждениях, которые невозможно понять без специального образования. Корни псевдонауки – в самой природе человека, и избавиться от нее в обозримом будущем, видимо, вряд ли удастся.

Как же отличить научное знание от псевдонаучного? В методологии сформулированы два принципа, позволяющие отличить подлинно научное знание от подделок: принцип верификации и принцип фальсификации. Согласно первому, если научное знание сводимо к непосредственному опыту, то оно имеет смысл. Но понятия многих научных теорий, например, квантовой теории, часто трудно свести к опытным данным, поэтому для них используется косвенная верификация: если невозможно опытным путем подтвердить какое-то понятие или суждение теории, можно ограничиться экспериментальным подтверждением выводов из них.

Более точно работает принцип фальсификации, сформулированный крупнейшим философом и методологом науки ХХ в. К. Поппером. В соответствии с ним на статус научного может претендовать только принципиально опровержимое (фальсифицируемое) знание. Давно известно, что никакое количество экспериментальных подтверждений не является достаточным для доказательства теории. Так, мы можем наблюдать сколько угодно примеров, ежеминутно подтверждающих закон всемирного тяготения. Но достаточно лишь одного примера (например, камня, не упавшего на Землю, а улетевшего прочь от нее), чтобы признать этот закон ложным. Поэтому ученый должен направлять свои силы не на поиск еще одного доказательства сформулированной им гипотезы или теории, а на попытки ее опровержения, так как они более эффективны для доказательства научности и истинности гипотезы. Теории, которые в принципе невозможно опровергнуть, не являются научными. Только истинная наука не боится ошибаться и не стесняется признать свои прежние выводы ложными. В этом ее сила и отличие от псевдонауки.

Структура и функции науки. Современная наука охватывает огромную область разнообразных знаний, состоящую почти из 15 тысяч дисциплин. Объем научной информации удваивается каждые 10 лет. Поэтому наука сегодня имеет очень сложную структуру и организацию. Классифицировать науки можно по разным критериям. Чаще всего используются три подхода к систематизации: объектный, методологический и прикладной.

В зависимости от объекта исследования выделяют:

· естественные науки, у которых объект исследования – природа; к ним относятся физика, химия, биология, астрономия, геология и др.;

· общественные науки, изучающие общественные явления и системы, например юриспруденция, экономика, социология, политология;

· гуманитарные науки, изучающие человека во всех его многочисленных проявлениях; к ним относятся психология, педагогика, филология, культурология, искусствоведение и др.

Особое место в структуре науки занимает математика, которая вопреки широко распространенному заблуждению не является частью естествознания. Это междисциплинарная наука, используемая как естественными, так и общественными и гуманитарными науками. Она имеет более абстрактный характер, ее предметом являются количественные отношения действительности (все остальные науки имеют своим предметом что-либо качественное).

Четкой грани между естественными, гуманитарными и общественными науками провести нельзя, так как существует целый ряд комплексных дисциплин, занимающих промежуточное положение (например, экономическая география, социобиология, бионика, социальная экология и др.)

По ориентации на практическое применение все науки можно разделить на фундаментальные и прикладные. Фундаментальные науки (физика, химия, космология, биология и др.) изучают закономерности окружающего мира для создания базовых законов и теорий, лежащих в основе научной картины мира. Прикладные науки (прикладная механика, электротехника, биотехнология, генная инженерия и др.) занимаются применением результатов фундаментальных исследований для решения конкретных практических задач. Традиционно считается, что прикладные науки ориентированы на непосредственное улучшение жизни людей, а фундаментальные – на получение новых знаний о мире. Фундаментальные исследования – это работа на будущее, так как именно они позволяют поддерживать высокий научный потенциал и являются базой для решения прикладных задач.

Функции науки:

описательная – выявление существенных свойств и отношений действительности из всего многообразия предметов и явлений окружающего мира;

систематическая – упорядочение и классификация описанного по разделам;

объяснительная – изложение сущности изучаемого явления или объекта, причин его возникновения и развития;

производственно-практическая – применение полученных знаний на практике (в производстве, для регуляции общественной жизни, в социальном управлении);

прогностическая – оценка и предсказание возможных изменений, рекомендации на будущее;

мировоззренческая – формирование картины мира (целостной системы представлений об общих свойствах и закономерностях, существующих в природе).

В процессе познания человек начинает с того, что на основе наблюдений и экспериментов открывает факты. По мере накопления факты, установленные и подтвержденные, подвергаются первичному обобщению и систематизации. Далее для объяснения фактов выдвигается гипотеза, нуждающаяся в экспериментальном подтверждении. Если гипотеза выдерживает эмпирическую проверку, то она обретает статус закона или теории. Если нет – считается опровергнутой, и поиски иной, более приемлемой, продолжаются. Таким образом, науку можно рассматривать как «кладбище гипотез» (А. Пуанкаре), которые мы используем до тех пор, пока они выдерживают проверки.

Основная цель научного познания – выявление общих закономерностей и законов. В природе действуют объективные закономерности – устойчивые, повторяющиеся связи между предметами и явлениями. Наука же формулирует законы – отражение этих закономерностей в нашем сознании. Законы принято различать по степени их общности: частные (касаются ограниченной области знания), общие (затрагивают несколько смежных областей), всеобщие.

Совокупность нескольких законов, относящихся к одной области знания, называется теорией. Подтвержденная на практике теория считается истинной вплоть до того момента, когда будет предложена новая теория, лучше объясняющая известные факты.

Схематично основные этапы научного познания можно представить следующим образом:

· установление фактов,

· первичное эмпирическое обобщение,

· выдвижение гипотезы,

· экспериментальная проверка гипотезы,

· выведение законов и создание теории.

Подобная модель научного познания называется гипотетико-дедуктивной. Большая часть современного научного знания построена именно таким образом.

В структуре научного познания выделяют два уровня, характеризующиеся собственными формами организации: эмпирический и теоретический. На эмпирическом уровне проводятся сбор фактов, их первичное обобщение и систематизация. Теоретический уровень связан с объяснением фактов, выдвижением гипотез, открытием законов и созданием теорий. В процессе познания эти два уровня тесно взаимосвязаны. Их разрыв, или преимущественное развитие одной из сторон за счет другой, тормозит процесс познания: теория становится беспредметной, опыт – слепым.

Методы научного познания. Для каждого из уровней познания характерны свои методы исследования. К эмпирическим методам относятся:

· наблюдение – целенаправленное восприятие явлений окружающей действительности без вмешательства в них;

· описание – фиксация сведений о наблюдаемых явлениях;

· измерение – определение количественных характеристик наблюдаемых явлений;

· эксперимент – наблюдение в специально создаваемых и контролируемых условиях.

К теоретическим методам относятся:

· формализация – построение абстрактно-математических моделей изучаемых процессов;

· аксиоматизация – построение теорий на основе аксиом (утверждений, принимаемых без доказательства);

· гипотетико-дедуктивный метод – создание системы дедуктивно связанных между собой гипотез.

Другим критерием классификации научных методов является сфера использования метода: общие методы могут применяться во всех областях науки; частные – в отдельных научных разделах.

К общим методам познания относятся: анализ (расчленение целого на составные части и их изучение), синтез (создание целостного представления о предмете на основе частных данных), абстрагирование (отвлечение от несущественных для данного исследования свойств предмета), классификация (разделение изучаемых предметов на отдельные группы в соответствии с выбранными критериями), индукция (способ рассуждения от частного к общему), дедукция (способ рассуждения от общего к частному) и др.

Частные методы – это специальные методы, действующие только в пределах отдельных отраслей науки. Таков, например, метод кольцевания птиц, применяемый в зоологии; специальные химические методы и др. Иногда частные методы могут использоваться за пределами той области знания, в которой они возникли. Так, многие физические методы (рентгеноструктурный анализ, спектроскопия, метод меченых атомов, УЗИ, ЯМР) широко используются в химии, биологии, астрономии и других разделах естествознания.

Система методов научного познания постоянно развивается. Большое значение в современной науке приобрели статистические методы, используемые для анализа массовых совокупностей данных, и системный подход. Под системным подходом понимают такой метод исследования, при котором изучаемый объект представляется как система взаимосвязанных элементов и рассматриваются их внутренние и внешние связи, обеспечивающие целостность системы. Вариантами системного подхода являются структурно-функциональный, кибернетический и синергетический методы:

· структурно-функциональный метод – вариант системного подхода, предполагающий познание объекта путём анализа его структурных элементов и их функций;

· кибернетический метод – вариант системного подхода, при котором познание объекта с неизвестной внутренней структурой сводится к анализу связей между входными воздействиями и выходными сигналами;

· синергетический метод – вариант системного подхода, для которого в качестве условия принимается, что в некоторых системах возможна самоорганизация, т. е. структура системы и её свойства могут меняться спонтанно, непредсказуемо, за счет совместного действия элементов системы.

Ограничения научного метода. Одно из таких ограничений связано с нашим опытом. Он хоть и велик, но неизбежно ограничен временем существования человечества. Десять тысяч лет, конечно, не мало. Но что это по сравнению с вечностью? Как подтвердить или опровергнуть ответы на вопросы о происхождении Вселенной, жизни, человека? Истинность наших выводов о том, что находится за пределами опыта, всегда остается не более чем вероятностной.

Есть и другое ограничение: все теории строятся на первичных постулатах и аксиомах, принимаемых без доказательств. Таковы постулаты о бесконечности мира, его материальности, познаваемости. Нельзя сказать, что они вовсе бездоказательны. Они обоснованы хотя бы тем, что все выводимые из них следствия не противоречат реальности. Но ведь речь идет только об изученной реальности. Поэтому основания науки не имеют абсолютного характера и в любой момент могут быть опровергнуты.

Следующее ограничение обусловлено природой самого человека, который является существом макромира – мира предметов, сопоставимых по размерам с человеком. И средства, используемые им для исследования (приборы, аппаратура), – того же масштаба. Когда же человек со своими макроприборами и макропредставлениями начинает штурмовать микро- и мегамир, неизбежно возникают проблемы. Наши макропредставления не подходят к эти мирам, никаких привычных аналогов там нет. Для нас, например, все электроны одинаковы, они неразличимы ни в каком опыте. Но возможно, что это не так. При переходе к областям реальности, далеким от повседневного опыта, наш познавательный аппарат теряет свою надежность. К тому же в естествознании процесс исследования нередко приводит к нарушению естественного хода событий, искажению результатов наблюдения и разрушению изучаемого объекта.

Традиционный научный подход требует объективности, независимости от исследователя. Результат должен быть воспроизводим в любой лаборатории. Еще Галилей заявлял, что научный метод состоит в том, чтобы изучать мир так, как если бы в нем не было сознания и живых существ. Такая независимость способствует быстрому развитию науки, но ведет к жесткости и детерминизму. Стремление к однозначной определенности, безусловной объективности, предельной полноте описания уводит науку от жизни с присущей ей гибкостью, открытостью, свободой воли. «То, что полностью контролируемо, никогда не бывает вполне реальным. То, что реально, никогда не бывает вполне контролируемым» (И. Пригожин). В естествознании создан мощный аппарат моделирования завершенных теорий, искусственных классификаций, искусственных языков, искусственных интеллектов и прочих безжизненных конструкций. Лишь по мере разочарований стало приходить понимание, что для изучения жизнеспособных, развивающихся объектов нужна иная методология.

В последнее время все чаще приходится сталкиваться с критикой аналитической направленности научного познания. Эта его черта оценивалась в истории науки по большей части положительно, так как анализ дает возможность углубленного изучения отдельных фрагментов реальности. Но при этом упускаются из виду связи между отдельными фрагментами, а в природе, как известно, «все связано со всем». Чрезмерный аналитизм и искусственная изоляция изучаемого объекта таят в себе опасность отхода от реальной жизни, от целостного взгляда на природу. Это может показаться малосущественным в рамках конкретного исследования, но повлечь за собой негативные последствия, когда результаты этого исследования вовлекаются в практическую деятельность. Преимущественно аналитический характер научного познания является причиной разделенности науки на обособленные друг от друга дисциплины, которая особенно мешает сейчас, когда необходимы комплексные интегративные исследования.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое наука?

2. Каковы её особенности и отличия от других отраслей культуры?

3. Как отличить научное знание от псевдонаучного?

4. Что такое естествознание? Охарактеризуйте его задачи и специфику.

5. Как проявляются дифференциация и интеграция в развитии естествознания? Приведите примеры.

6. На чем основываются различия естественнонаучной и гуманитарной культур?

7. Охарактеризуйте взаимоотношения естественнонаучной и гуманитарной культур в различные исторические периоды. Каковы пути их интеграции?

8. Охарактеризуйте структуру научного познания.

9. Какие уровни научного познания вы знаете? Чем они отличаются?

10. Какие методы научного познания вы знаете? Как их классифицируют?

11. Охарактеризуйте границы применимости научного метода.