Лекція 4. Структура наукового пізнання

Наукове пізнання – це процес розвитку системи знання, яка включає два основні рівні – емпіричний і теоретичний. Вони хоча і зв'язані, але істотно відрізняються один від одного, кожен з них має свою специфіку.

Зокрема, на емпіричному рівні переважає живе споглядання (чуттєве пізнання): раціональний момент і його форми (думки, поняття тощо) тут присутні, але мають підлегле значення. Тому досліджуваний об'єкт відбивається переважно з боку своїх зовнішніх зв'язків і проявів, які доступні живому спогляданню і виражають внутрішні стосунки. Збір фактів, їх первинне узагальнення, опис спостережуваних і експериментальних даних, їх систематизація, класифікація й інша фактофіксуюча діяльність – характерні ознаки емпіричного пізнання.

Емпіричне, досвідне дослідження спрямоване безпосередньо (без проміжних ланок) на свій об'єкт. Воно осягає його за допомогою таких прийомів і засобів як опис, порівняння, вимірювання, спостереження, експеримент, аналіз, індукція, а його найважливішим елементом є факт (від лат. factum – зроблене, таке, що відбулося).

Будь-яке наукове дослідження починається зі збору, систематизації і узагальнення фактів. Поняття «факт» має наступні основні значення:

Ø  деякий фрагмент дійсності, об'єктивні події, результати, що відносяться або до об'єктивної реальності («факти дійсності»), або до сфери свідомості і пізнання («факти свідомості»);

Ø  знання про певну подію, явище, достовірність якого доведена, тобто синонім істини;

Ø  пропозиція, що фіксує емпіричне знання, тобто отримане в ході спостережень і експериментів.

Друге і третє з названих значень резюмуються в поняття «науковий факт». Останній стає таким тоді, коли є елементом логічної структури конкретної системи наукового знання, включений у цю систему. Цю обставину завжди підкреслювали видатні вчені. «Ми повинні визнати, – відзначав Н. Бор, – що жоден досвідний факт не може бути сформований поза певною системою понять». Л. Бройль писав, що «результат експерименту ніколи не має характеру простого факту, який потрібно тільки констатувати. У викладі цього результату завжди міститься певна частка тлумачення, отже, до факту завжди залучені теоретичні уявлення. «Експериментальні спостереження набувають наукового значення тільки після певної роботи нашого розуму, який, яким би він не був швидким і гнучким, завжди накладає на сирий факт відбиток наших прагнень і наших уявлень».

А. Ейнштейн вважав пережитком (помилкою) переконання в тому, ніби факти самі по собі, без вільної теоретичної побудови, можуть і повинні привести до наукового пізнання. Збір емпіричних фактів, яким би обширним він не був, без «діяльності розуму» не може привести до встановлення яких-небудь законів і рівнянь.

У розумінні природи факту в сучасній методології науки виділяються дві крайні тенденції: фактуалізм і теоретизм. Якщо перший підкреслює незалежність і автономність фактів стосовно різних теорій, то другий, навпаки, стверджує, що факти повністю залежать від теорії і при зміні теорій відбувається зміна всього фактуального базису науки. Вірне вирішення проблеми полягає в тому, що науковий факт, володіючи теоретичним навантаженням, відносно незалежний від теорії, оскільки в своїй основі він детермінований матеріальною дійсністю.

Парадокс теоретичної навантаженості фактів вирішується таким чином. У формуванні факту беруть участь знання, які перевірені незалежно від теорії, а факти дають стимул для утворення нових теоретичних знань. Останні у свою чергу – якщо вони достовірні – можуть знову брати участь у формуванні новітніх фактів, і так далі.

У науковому пізнанні факти грають двояку роль:

Ø по-перше, сукупність фактів утворює емпіричну основу для висунення гіпотез і побудови теорій;

Ø по-друге, факти мають вирішальне значення в підтвердженні теорій (якщо вони відповідають сукупності фактів) або їх спростуванні (якщо тут немає відповідності).

Розбіжність окремих або декількох фактів з теорією не означає, що останню треба відразу відкинути. Тільки у тому випадку, коли всі спроби усунути суперечність між теорією і фактами виявляються безуспішними, приходять до висновку про помилковість теорії і відмовляються від неї. У будь-якій науці слід виходити з даних нам фактів, які необхідно визнавати незалежно від того, подобаються вони нам чи ні.

Говорячи про найважливішу роль фактів у розвитку науки, В. Вернадський писав: «Наукові факти становлять головний зміст наукового знання і наукової роботи. Вони, якщо правильно встановлені, безперечні і загальнообов'язкові. Разом з ними можуть бути виділені системи певних наукових фактів, основною формою яких є емпіричні узагальнення.

Це той основний фонд науки, наукових фактів, їх класифікацій і емпіричних узагальнень, який не може викликати сумнівів у своїй достовірності і різко відрізняє науку від філософії і релігії. Ні філософія, ні релігія таких фактів і узагальнень не створюють». При цьому неприпустимо «вихоплювати» окремі факти, а необхідно прагнути охопити по можливості всі факти (без єдиного винятку). Тільки в тому випадку, якщо вони будуть узяті в цілісній системі, в їх взаємозв'язку, вони і стануть «упертою річчю», «повітрям ученого», «хлібом науки».

Безперечно, кожен факт, будучи детермінований реальною дійсністю, практикою, так або інакше концептуалізований, «просочений» певними теоретичними уявленнями. Проте завжди необхідно розрізняти факти дійсності як її окремі, специфічні прояви і факти знання як віддзеркалення цих проявів у свідомості людини. Не слід «гнатися» за нескінченним числом фактів, а, зібравши їх певну кількість, необхідно у будь-якому випадку включити зібрану систему фактів у певну концептуальну систему, щоб додати їм сенсу і значення. Учений не наосліп шукає факти, а завжди керується певною метою, завданням та ідеєю.

Таким чином, емпіричний досвід ніколи – тим більше у сучасній науці – не буває сліпим: він планується, конструюється теорією, а факти завжди так чи інакше теоретично занурені. Тому початковий пункт, початок науки – це не самі по собі предмети, не голі факти (навіть у їх сукупності), а теоретичні схеми, «концептуальні каркаси дійсності». Вони складаються з абстрактних об'єктів («ідеальних конструктів») різного роду – постулати, принципи, визначення, концептуальні моделі тощо.

Як у зв'язку з цим відзначав А. Уайтхед, наукове пізнання постає як поєднання двох шарів. Один шар складається з безпосередніх даних, отриманих конкретними спостереженнями. Інший представлений нашим загальним способом осягнення світу. Їх можна, вважає А. Уайтхед, назвати Шаром спостереження і Концептуальним Шаром, причому перший з них завжди тлумачиться за допомогою понять, що доставляються концептуальним шаром.

Таким чином, теоретик указує шлях експериментаторові, причому теорія панує над експериментальною роботою від її первинного плану і до її останніх штрихів у лабораторії. Відповідно не може бути і «чистої мови спостережень», оскільки всі мови «пронизані теоріями», а голі факти узяті зовні і, крім «концептуальних окулярів», не є основою теорії.

У свою чергу, теоретичний рівень наукового пізнання характеризується переважанням раціонального моменту – понять, теорій, законів та інших форм мислення і «розумових операцій». Живе споглядання, чуттєве пізнання тут не усувається, а стає підлеглим (але дуже важливим) аспектом процесу пізнання. Теоретичне пізнання відображає явища і процеси з боку їх універсальних внутрішніх зв'язків та закономірностей, що досягається шляхом раціональної обробки даних емпіричного знання. Ця обробка здійснюється за допомогою систем абстракцій «вищого порядку», таких як поняття, умовиводи, закони, категорії, принципи тощо.

На основі емпіричних даних тут відбувається уявне об'єднання досліджуваних об'єктів, пізнання їх суті, «внутрішнього руху», законів їх існування, складових основного змісту теорій – «квінтесенції» знання на даному рівні. Найважливіше завдання теоретичного знання – досягнення об'єктивної істини у всій конкретності її змісту. При цьому особливо широко використовуються такі пізнавальні прийоми і засоби, як абстрагування, ідеалізація, синтез, дедукція, перехід від абстрактного до конкретного тощо. Присутність у пізнанні ідеалізації слугує показником розвиненості теоретичного знання як набору певних ідеальних моделей.

Характерною рисою теоретичного пізнання є його спрямованість на себе, внутрішньо-наукова рефлексія, тобто дослідження самого процесу пізнання, його форм, прийомів, методів, понятійного апарату і так далі. На основі теоретичного пояснення і пізнання законів здійснюється прогноз, наукове передбачення майбутнього.

Основними формами наукового знання є проблема, гіпотеза, теорія і закон. Вони виступають як форми, «вузлові моменти» побудови і розвитку знання на теоретичному рівні.

Проблема – форма теоретичного знання, змістом якої є те, що ще не пізнане людиною, але що потрібно пізнати. Інакше кажучи, це знання про незнання, питання, яке виникло в процесі пізнання і яке вимагає відповіді. Проблема є не застиглою формою знання, а процесом, що включає два основні моменти (етапи руху пізнання) – її постановку і розв’язання. Уміння вірно поставити проблему – необхідна передумова її успішного вирішення.

В. Гейзенберг відзначав, що при постановці і розв’язанні наукових проблем необхідне наступне:

Ø  певна система понять, за допомогою яких дослідник фіксуватиме ті або інші феномени;

Ø  система методів, що обирається з урахуванням цілей дослідження і характеру вирішуваних проблем;

Ø  опора на наукові традиції, оскільки «в справі вибору проблеми традиція відіграє важливу роль, хоча, певне значення мають інтереси і схильності самого вченого.

Наукові проблеми слід відрізняти від ненаукових (псевдопроблем), наприклад, проблема створення вічного двигуна. Розв’язання певної конкретної проблеми постає суттєвим моментом розвитку знання, в ході якого виникають нові проблеми, а також висуваються ті або інші концептуальні ідеї, у тому числі гіпотези. Проблеми поділяються на теоретичні та практичні.

Гіпотеза – форма теоретичного знання, що містить припущення; вона сформульована на основі ряду фактів, істинне значення яких не визначене і потребує доведення. Гіпотетичне знання носить вірогідний, а не достовірний характер і вимагає перевірки, обґрунтування.

В ході доказу висунутих гіпотез:

Ø  одні з них стають дійсною теорією,

Ø  другі видозмінюються, уточнюються, конкретизуються,

Ø  треті відкидаються, перетворюються на помилки, якщо перевірка дає негативний результат.

Висунення нової гіпотези, як правило, спирається на результат перевірки старої, навіть у тому випадку, якщо ці результати були негативними.

Наприклад, висунута М. Планком квантова гіпотеза після перевірки стала науковою теорією, а гіпотези про існування «теплороду», «флогістону», «ефіру» та ін., не знайшовши підтвердження, були спростовані, перейшли в помилки. Стадію гіпотези пройшли і відкритий Д. Менделєєвим періодичний закон, і теорія Ч. Дарвіна тощо.

Видатні вчені добре розуміли важливу роль гіпотези для наукового пізнання. Зокрема, Д. Менделєєв вважав, що в організації цілеспрямованого, планомірного вивчення явищ ніщо не може замінити побудови гіпотез. «Вони, – писав великий російський хімік, – науці і особливо її вивченню необхідні. Вони дають стрункість і простоту, яких без їх припущень досягти важко. Вся історія наук це показує. А тому можна сміливо сказати: краще триматися такої гіпотези, яка може з часом стати вірною, аніж ніякої». За Д. Менделєєвим, гіпотеза є необхідним елементом природничого пізнання, яке обов'язково включає:

Ø  збір, опис, систематизацію і вивчення фактів;

Ø  висунення гіпотези або припущення про причинний зв'язок явищ;

Ø  досвідну перевірку логічних наслідків з гіпотез;

Ø  перетворення гіпотез на достовірні теорії або спростування раніше прийнятої гіпотези і висунення нової.

Д. Менделєєв добре розумів, що без гіпотези не може бути достовірної теорії: «Спостерігаючи, зображаючи та описуючи видиме і підлягаюче прямому спостереженню – за допомогою органів чуття, ми можемо при вивченні сподіватися, що спершу з'являться гіпотези, а потім і теорії того, що нині доводиться покласти в основу того, що вивчається».

Наука нерідко вимушена приймати дві або більше конкуруючі робочі гіпотези, кожна з яких має свої переваги і недоліки. Оскільки такі гіпотези несумісні, то наука прагне примирити їх шляхом створення нової гіпотези з ширшою сферою застосування. При цьому висунута нова гіпотеза має бути піддана критиці з її ж власної точки зору.

Таким чином, гіпотеза може існувати лише доти, доки не суперечить достовірним фактам досвіду, інакше вона стає просто фікцією. Гіпотеза перевіряється (верифікується) відповідними досвідними фактами (особливо експериментом), отримуючи характер істини і стає плідною, якщо може привести до нових знань і нових методів пізнання, до пояснення широкого кола явищ.

Як форма теоретичного знання, гіпотеза повинна відповідати деяким загальним умовам, які необхідні для її виникнення та обґрунтування і яких варто дотримуватися при побудові будь-якої наукової гіпотези. Такими неодмінними умовами є наступні:

Ø  гіпотеза повинна відповідати встановленим у науці законам. Наприклад, жодна гіпотеза не може бути плідною, якщо вона суперечить закону збереження і перетворення енергії;

Ø  гіпотеза має бути узгоджена з фактичним матеріалом, на основі і для пояснення якого вона висунута. Однак якщо певний факт не пояснюється даною гіпотезою, останню не слід відразу відкидати, а потрібно уважніше вивчити сам факт або шукати нові – кращі і достовірніші факти;

Ø  гіпотеза не повинна містити в собі суперечностей, які забороняються законами формальної логіки;

Ø  гіпотеза має бути простою, не містити нічого зайвого, суб'єктивного, ніяких довільних припущень;

Ø  гіпотеза повинна допускати можливість її підтвердження або спростування: або прямо – безпосереднє спостереження тих явищ, існування яких передбачається даною гіпотезою (наприклад, припущення У. Левер'є про існування планети Нептун); або побічно – шляхом виведення наслідків з гіпотези та їх подальшої досвідної перевірки (тобто зіставлення наслідків з фактами). Проте другий спосіб сам по собі не дозволяє встановити істинність гіпотези загалом, він тільки підвищує її вірогідність.

Розвиток наукової гіпотези може відбуватися в трьох основних напрямах:

Ø  уточнення, конкретизація гіпотези в її власних межах;

Ø  самозаперечення гіпотези, висунення і обґрунтування нової гіпотези. В цьому випадку відбувається не вдосконалення старої системи знань, а її якісна зміна;

Ø  перетворення гіпотези як системи вірогідного знання, підтвердженого досвідом, в достовірну систему знання, тобто в наукову теорію.

Теорія – форма наукового знання, що дає цілісне відображення закономірностей та сутнісних характеристик певних подій чи явищ (зрізу дійсності). Прикладом цієї форми знання є класична механіка І. Ньютона, еволюційна теорія Ч. Дарвіна, теорія відносності А. Ейнштейна, теорія холістичних систем, що самоорганізуються (синергетика). Суттєво, що теорія, постаючи як істинне знання, включає в себе і ознаки омани.

А. Ейнштейн вважав, що будь-яка наукова теорія повинна відповідати наступним критеріям:

Ø  не суперечити даним досвіду – фактам;

Ø  перевірятися наявним досвідним матеріалом;

Ø  відрізнятися «природністю», тобто «логічною простотою» передумов (основних понять і основних співвідношень між ними);

Ø  містити найбільш визначені твердження: це означає, що з двох теорій з однаково «простими» основними положеннями варто віддати перевагу тій, яка сильніше обмежує можливі апріорні якості систем;

Ø  не бути логічно довільно вибраною серед приблизно рівноцінних і аналогічно побудованих теорій (у такому разі вона видається найбільш цінною);

Ø  відрізнятися витонченістю, красою і гармонійністю;

Ø  характеризуватися різноманіттям предметів, які вона пов'язує в цілісну систему абстракцій;

Ø  мати широку сферу застосування з урахуванням того, що в рамках її головних понять вона ніколи не буде спростована;

Ø  вказувати шлях створення нової, більш загальної теорії, в рамках якої вона сама залишається граничним випадком.

Будь-яка теоретична система, як показав К. Поппер, повинна задовольняти дві основні вимоги:

Ø  несуперечність, тобто не порушувати відповідний закон формальної логіки і фальсифікованості – спростування;

Ø  досвідну експериментальну перевіреність.

К. Поппер порівнював теорію з тенетами, які прагнуть зловити те, що ми називаємо реальним світом, для усвідомлення, пояснення і оволодіння ним. Дійсна теорія повинна,

Ø  по-перше, відповідати всім (а не деяким) реальним фактам,

Ø  по-друге, наслідки теорії повинні задовольняти вимоги практики.

Теорія, за К. Поппером, – це інструмент, перевірка якого здійснюється в процесі його застосування.

Важливим елементом теорії є закон. Теорію певним чином можна розглядати як систему законів, що відображують сутність досліджуваного об'єкта.

Закон – це зв'язок або відношення між явищами, який є об'єктивним, істотним, необхідним, сталим. Різноманітність видів реальних взаємозв'язків є засадою існування багатьох форм законів, які можна розподілити за певною ознакою: фізичні, закони мислення, загальні тощо.