Научная теория в круге проблем философии и методологии науки

(Волгоград)

НАУЧНАЯ ТЕОРИЯ В КРУГЕ ПРОБЛЕМ ФИЛОСОФИИ И МЕТОДОЛОГИИ НАУКИ

Представлены различные философско-методологические аспекты теоретического знания.

Рассматриваются вопросы становления, развития и строения научной теории, а также средства и методы методологического анализа.

В системе представлений о строении научного знания теория занимает важнейшее место. Этим объясняется то внимание, которое уделялось ей в работах крупнейших философов ХХв. Можно проследить длительный путь эволюции взгля- дов от Р. Карнапа и других представителей логического позитивизма 1920 – 1930-х годов к К. Попперу и от него – к Т. Куну и структуралистской школе Дж. Снида. В отечественной философии науки сложилась собственная традиция рассматривать теорию как основную «клеточку» анализа научного знания. Анализ природы и строения научной теории предпринимался в 1960 – 1980-х годах в работах В.И. Купцова, Е.А. Мамчур, В.С. Степина, В.С. Швы-рева и многих других философов. Логические исследования структуры теорий осуществлялись В.А. Смирновым и его школой.

В настоящее время разработан и используется ряд определений этого понятия. Согласно одному из них, теория – наиболее развитая форма научного знания, дающая целостное отображение закономерных и существенных связей определенной области действительности [1]. Наиболее существенным ее признаком, позволяющим выделить теорию среди других уровней организации знания, считают то, что, обладая, как и другие теоретические системы, понятийным составом, предметной областью, логической структурой, теория является формой достоверного знания.

До сравнительно недавнего времени в методологии науки главенствовала точка зрения, согласно которой теория представлялась как простая совокупность составляющих ее компонентов (гипотез, законов и пр.). Все свойства и особенности конкретной теории считались жестко заданными свойствами ее составляющих. Данный подход получил название редукционистского, или пропозиционального, поскольку он сводит свойства и качества теории к свойствам и качествам образующих ее элементов. Системы научного знания в данном случае рассматриваются как системы утверждений, сформулированные на так называемом языке науки. Научная теория рассматривается, во-первых, как дедуктивная система утверждений, упорядоченная отношением выводимости из ее законов (аксиом, гипотез) определенных следствий (описаний наблюдаемых и экспериментальных результатов). Во-вторых, используемый ею язык считается разбивающимся на два языка: эмпирический (экспериментальный), на котором описываются наблюдаемые явления из предметной области теории, и теоретический, на котором описываются ненаблюдаемые яв- ления, предположительно относящиеся к той же области. В самой теории ее дедуктивная система выступает как номологи-ческая структура (исчисление), элементами которой являются множество законов, множество правил вывода и множество следствий (теорем).

В исследованиях, посвященных анализу строения и развития научной теории, очень важен вопрос о путях получения нового знания, поскольку он непосредственно связан со структурой самой теории. Традиционную точку зрения на него, опирающуюся на редукционистские представления, можно обозначить как формально-логический подход. Согласно ему, все представленное в составе теории знание выведено из немногих посылок (аксиом или гипотез) исключительно средствами формальной логики. В настоящее время в литературе существуют две версии данного подхода: стандартная и нестандартная .

Стандартная версия формально-логического подхода берет свое начало в работах австрийских и германских неопозитивистов. В самом первом приближении научную теорию, с точки зрения формально-логического подхода, можно определить как множество утверждений, относящихся к определенной предметной области и связанных между собой дедуктивными и индуктивными отношениями. Даже такое предварительное определение теории уже предполагает существование внутри нее определенной иерархии утверждений: некоторые из них являются как бы исходными положениями, из которых выводятся другие утверждения, меньшей общности или меньшей дедуктивной силы, причем внутри иерархии выделяется несколько уровней – от самого высокого до самого низкого. Подобное иерархическое строение свойственно, например, классической и релятивистской механике, биологической теории эволюции Ч. Дарвина и многим другим теориям в естественных и общественных науках.

Систематизация отношений между утверждениями, устанавливаемая внутри научной теории, имеет целый ряд преимуществ по сравнению с несистематизированным множеством отдельных утверждений. Самым главным преимуществом являются, пожалуй, уточнение смысла отдельных положений и повышение степени их проверяемости. Действительно, утверждение с конкретным содержанием выявляет его только в связи с другими утверждениями, благодаря логическим отношениям внутри определяемого контекста. Вне такого рода связей любое утверждение может быть лишь частично осмыслено, поскольку его содержание остается скрытым. «Можно сказать, что смысл и значение научного положения выявляются в его следствиях и его предпосылках; если ни следствия, ни предпосылки не сформулированы, то и содержание утверждения не выявлено» [2].

Уточнение смысла положений теории происходит путем соотнесения теоретических конструктов с их объективным содержанием. Теория, по сути, представляет собой результат отражения отдельных аспектов действительности в сознании ученого. Например, понимая математику как язык описания и изучая объективную реальность, можно считать, что различные физические теории представляют собой образы ее различных сторон. Именно с этой позиции и получает позитивное решение вопрос об однозначности понятия «смысл положений теории». Мы полагаем, что положение теории обретает смысл тогда и только тогда, когда ему присуще объективное содержание: утверждение выражает либо реально существующий объект реальности, либо реально существующее отношение между такими объектами. Однако возможна и иная ситуация: объект, выражаемый понятием, входящим в утверждение теории, может реально и не существовать, но его введение оправдано удобством обращения с теорией, которая содержит данное понятие. Так в свое время вошли в физику и прочно в ней закрепились понятия квазичастицы, сплошной среды и др. Безусловно, не существует каких-либо четких и однозначных критериев оправданности введения подобных понятий в теорию, кроме, может быть, операционального удобства, поэтому в данной связи приобретает особую значимость вопрос: допускает ли в принципе новая теория аналогии с уже существующими, не допускает ли неоднозначного толкования терминов и т.д.

В настоящее время, пожалуй, не подлежит сомнению утверждение о том, что восприятие высказываний далеко не всегда адекватно их реальному содержанию. Можно сказать, что недостающая информация «выводится» воспринимающим субъектом. Для достижения этой цели необходимо как можно более уменьшить степень неоднозначно- сти исходных посылок, прежде всего, учитывая контекст, а также явно указывая следствия, логически или математически выводимые из них. Следуя по данному пути, исследователь в конечном итоге и получает то, что мы называем научной теорией.

Таким образом, теория дает средства для систематического описания исследуемых объектов и процессов; с помощью теории на базе эмпирических данных делаются предсказания, теория также дает средства для формулирования законов и объясняет имеющие место феномены и эмпирические зависимости. Чтобы выполнять эти и другие функции, теория должна быть, прежде всего, системой взаимосвязанных утверждений. С логической точки зрения, теория есть система утверждений, связанных отношением логического следования или выводимости. Выводимость содержания теории из определенных логических принципов (теоретических абстрактных предпосылок) означает, что в научной теории происходит четкое размежевание всего множества высказываний системы на два подмножества: первое, небольшое, подмножество включает в себя все исходные положения системы (аксиомы), а второе – все остальные высказывания, выводимые из первых. Те теоретические системы, для которых такое подразделение высказываний осуществить невозможно, представляют собой обычные ассоциации теоретических положений и теориями не являются. Знания, содержащиеся в научных теориях, таким образом, с точки зрения формально-логического подхода являются, по существу, знаниями выводными.

Следует отметить важный результат, полученный еще в 1931 г. австрийским математиком и логиком К. Геделем. В непротиворечивой теории всегда существуют утверждения, истинность или ложность которых нельзя доказать, оставаясь в ее рамках. Таким образом, непротиворечивые теории принципиально незамкнуты относительно выводимости: например, нельзя доказать аксиомы теории средствами самой теории.

Несмотря на кажущуюся полноту стандартной версии формально-логического подхода, реконструкция естественнонаучной теории в качестве частично интерпретированной аксиоматической системы, тем не менее, не учитывает ряд принципиальных аспектов ее структуры, что побудило исследователей разрабатывать альтернативные подходы к анализу теоретического знания, позднее получившие известность в литературе в качестве нестандартной версии формально-логического подхода. Наиболее существенным отличием нестандартной реконструкции от стандартной является то, что аксиомы нестандартной схемы могут обладать интерпретацией до того, как они получат ее за счет связи с эмпирией (в стандартной реконструкции вся интерпретация достигается за счет связи терминов теории с эмпирией) [3].

Другое существенное отличие нестандартной схемы от стандартной заключается в том, что в ней признается, что теория содержит в себе в качестве важного и постоянного элемента модель реальности. В стандартной схеме такая модель признавалась, как правило, лишь в качестве компонента «строительных лесов» теоретического знания, который, выполнив свою эвристическую функцию в генезисе теории, затем убирается. В нестандартной версии формально-логического подхода центральными являются представления о модели как элементе теории, «встроенном» в ее структуру. Важную роль в ее развитии сыграл генетически-конструктивный метод реконструкции теории, открытый и описанный В.А. Смирновым в начале 60-х годов ХХв. [4]. Его основная особенность – допущение в структуре теории существования неформализуемого «остатка». Гене-тически-конструктивный метод впервые проиллюстрировал возможность иной, отличной от строго дедуктивной, организации научной теории. Необходимость смены методологической базы анализа диктовалась тем, что за почти вековую историю методологии науки было накоплено множество фактов, не поддающихся однозначной интерпретации в рамках формальнологического подхода. В дальнейшем гене-тически-конструктивный метод послужил основой системного подхода к анализу строения и структуры научной теории.

Генетический метод значительно отличается от описанных выше. Он предполагает оперирование непосредственно абстрактными объектами теории, зафиксированными в соответствующих знаках. Процесс рассуждения здесь предстает в форме мысленного эксперимента над этими объектами, которые взяты как конкретно-наличные.

Дальнейшее развитие генетически-кон-структивного метода и его применение к анализу генезиса ряда естественнонаучных теорий произведены в работах В.С. Степи- на. В основу анализа научной теории он полагает абстракции, построенные на основе предметов реального мира. Свойства абстрактных объектов выражаются в исходных понятиях теории, а связи между ними – в ее аксиомах или в основных законах. Таким образом, законы описывают взаимосвязи не между элементами реальности, а между теми абстрактными объектами, с помощью которых отображается эта реальность. Эту систему абстрактных объектов В.С. Степин предложил назвать фундаментальной теоретической схемой [5]. Последовательно применяя фундаментальную теоретическую схему к различным аспектам теоретического знания, мы получим частные теоретические схемы, лежащие в основе соответствующих частных теорий. Таким образом, давая различную трактовку одним и тем же фундаментальным абстрактным объектам, мы получаем возможность, одной стороны, «горизонтального» движения в формализме теории (выявляя взаимосвязь между ее элементами), а с другой – объяснения наличия и роли логически и принципиально невыводимого «остатка» в теории (т. к. компоненты теоретических схем не являются на самом деле ни гипотезами, ни аксиомами). Таким образом, обусловленный необходимостью системного описания теории гене-тически-конструктивный подход являет нам совершенно отличный от формальнологического способ рассуждений.

Если же придавать структуре множества моделей теории определяющее значение, можно получить еще один подход к анализу теории, называемый в литературе структуралистским. Он рассматривает в качестве теории совокупность или сеть теорий-элементов, которые частично упорядочены (в смысле логико-математической частичной упорядоченности отношений: рефлексивных, асимметричных, транзитивных) с помощью специализированных отношений или ограничений (constraints), т.е. присоединения специальных законов. Любая теория с этой точки зрения состоит из «упорядоченной пары»: формульной структуры (структурного ядра) и множества возможных предполагаемых приложений и ограничений [6]. Как указывает Х. Ленк [7], следуя структуралистской концепции, можно говорить, например, об одной и той же теории, даже если исчерпано множество ее специальных законов и множество предполагаемых мо- делей, так долго, пока сохраняется структурное ядро (основной математический закон теории). Например, ньютоновская механика состоит из трех законов и остается собой, расширяясь или специализируясь путем добавления специальных законов, вроде закона Гука или закона гравитации, становясь более дифференцируемой и специализированной теорией.

Среди большого количества работ, посвященных структуралистскому подходу, наибольшую известность приобрели принадлежащие Дж. Сниду и его сотрудникам [8]. Главной их заслугой, по нашему мнению, является осознание того, что именно абстрактные объекты являются теми компонентами теоретического знания, к которым относятся уравнения теории, обеспечивая их семантической интерпретацией. Спецификой структуралистского подхода Дж. Снида является то, что теория рассматривается со стороны совокупности связанных с ней концептуальных моделей объектов из своей предметной области. Таким образом, данный подход главное внимание уделяет анализу системы моделей научной теории, а более конкретно – структурам, заданным на разных уровнях ее организации, начиная с моделей и заканчивая законами первого и частично второго уровней. Исследования таких структур позволят раскрыть нетривиальные и ранее ускользавшие от внимания методологов свойства и особенности самых разнообразных научных теорий (физических, биологических, социологических, психологических и т.д.) [9].

В отличие от стандартного подхода, рассматривающего теорию со стороны логической организации системы ее утверждений, структуралистский подход впервые начинает изучать теорию со стороны системной организации ее концептуальных моделей. Поэтому многие традиционные понятия и проблемы методологии науки представлены в нем не сквозь призму связанных с ними утверждений и их систем, а через ассоциируемые с ними модели и структуры на моделях. В отечественной литературе анализ содержательного характера моделей теории предпринимал, например, А.С. Кравец [10].

Итак, существующие в настоящее время подходы к описанию структуры научной теории выявили ее сложную, иерархическую организацию. Абстрактные объекты теорий отнюдь не образуют ли- нейных цепочек объектов, последовательно конструируемых один из другого. Напротив, они организованы как сложная система, что отражается рассмотренной нами тенденцией перехода в выборе единиц методологического анализа от высказываний к элементам структуры. Из сказанного становится очевидным, что традиционная точка зрения на структуру теоретического знания, выраженная в значительной степени формально-логическим подходом, не является полностью удовлетворительной при описании строения научной теории. Исследование формирования и функционирования научной теории требует комплексного междисциплинарного подхода и должно осуществляться с позиций не только философии и логики, но и других дисциплин, в частности математики. Интереснейшие и совершенно новые возможности, на наш взгляд, предоставляет математическая теория систем, приложение которой к исследованию аспектов функционирования научной теории осуществляется в работах М.С. Бургина и В.И. Кузнецова . Ценность такого подхода, по нашему мнению, заключается в возможности построения репрезентативной математической модели научной теории, а следовательно – и точного прогнозирования и проведения компьютерного эксперимента. Однако это уже выводит данную проблему за рамки традиционной философской проблематики.