Научная теория

Термин «теория» употребляется в науке в двух смыслах. В широком смысле он обозначает комплекс взглядов, представлений, позволяющих делать некоторые, в значительной степени качественные заключения о каких-либо явлениях. В этом смысле термин «теория» родственен термину «мировоззрение». В более узком смысле термин «теория» используется в точных науках, где обозначает систему определений, аксиом и выведенных из них по правилам логики теорем и следствий, которые дают возможность количественно описывать некоторый круг явлений.

Не всякие знания могут быть научными. В человеческом сознании содержатся такие знания, которые не входят в систему науки и которые проявляются на уровне обыденного сознания.

Чтобы знания стали научными, они должны обладать, по крайней мере, следующими специфическими признаками (чертами):

· системность;

· достоверность;

· критичность;

· общезначимость;

· преемственность;

· прогнозированность;

· детерминированность;

· фрагментарность;

· чувственность;

· незавершенность;

· рациональность;

· внеморальность;

· абсолютность и относительность;

· обезличенность, универсальность.

Европейской родиной науки считается Древняя Греция. В родоначальниках науки греки оказались вовсе не потому, что больше других накопили фактических знаний или технических решений (последние они в основном заимствовали у своих географических соседей). «Учеными» в современном значении этого слова их сделал пристальный интерес к самому процессу мышления, его логике и содержанию. Древнегреческие мудрецы не просто собирали и накапливали факты, суждения, откровения или высказывали новые предположения, они начали их доказывать, аргументировать, т.е. логически выводить одно знание из другого, тем самым, придавая ему систематичность, упорядоченность и согласованность. Иными словами, был определен метод наведения порядка в хаотичном прежде мире разнообразных опытных знаний, рецептов, решений и т.д. Это был настоящий методологический прорыв. Второй такого же класса прорыв был осуществлен лишь в Новое время, в XVII в., когда была осознана важность экспериментально-математических методов, на основе которых выросло классическое естествознание. Созданная античными мыслителями логика (учение о законах и формах правильного мышления) относилась уже не к самому познаваемому миру непосредственно, а к мышлению о нем! То есть объектом анализа стали не вещи или стихии, а их мыслительные аналоги - абстракции, понятия, суждения, числа, законы и т.п. Оказалось, что эта идеальная реальность по-своему упорядочена, логична и закономерна, и ничуть не меньше, если не больше, чем сам материальный мир. А мыслительные операции с идеальными объектами выходили куда более плодотворными и значимыми даже и в практическом отношении, чем те же самые манипуляции с их материальными прототипами. Знание как бы «приподнялось» над материальным миром, сформировало свою собственную, относительно самостоятельную сферу бытия - сферу теории.

1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И СТРУКТУРА НАУЧНОЙ ТЕОРИИ

Теория - наиболее развитая форма научного знания, дающая целостное отображение закономерных и существенных связей определенной области действительности. Примерами этой формы знания являются классическая механика Ньютона, эволюционная теория Ч. Дарвина, теория относительности А. Эйнштейна, теория самоорганизующихся целостных систем (синергетика) и др.

А. Эйнштейн считал, что любая научная теория должна отвечать следующим критериям:

· не противоречить данным опыта, фактам;

· быть проверяемой на имеющемся опытном материале;

· отличаться «естественностью», т.е. «логической простотой» предпосылок (основных понятий и основных соотношений между ними;

· содержать наиболее определенные утверждения: это означает, что из двух теорий с одинаково «простыми» основными положениями следует предпочесть ту, которая сильнее ограничивает возможные априорные качества систем;

· не являться логически произвольно выбранной среди приблизительно равноценных и аналогично построенных теорий (в таком случае она представляется наиболее ценной);

· отличаться изяществом и красотой, гармоничностью;

· характеризоваться многообразием предметов, которые она связывает в целостную систему абстракций;

· иметь широкую область своего применения с учетом того, что в рамках применимости ее основных понятий она никогда не будет опровергнута;

· указывать путь создания новой, более общей теории, в рамках которой она сама остается предельным случаем.[1]

Любая теория - это целостная развивающаяся система истинного знания (включающая и элементы заблуждения), которая имеет сложную структуру и выполняет ряд функций. В современной методологии науки выделяют следующие основные элементы структуры теории:

· исходные основания - фундаментальные понятия, принципы, законы, уравнения, аксиомы и т.п.;

· идеализированный объект - абстрактная модель существенных свойств и связей изучаемых предметов (например, «абсолютно черное тело», «идеальный газ» и т.п.);

· логика теории - совокупность определенных правил и способов доказательства, нацеленных на прояснение структуры и изменения знания;

· философские установки, социокультурные и ценностные факторы;

· совокупность законов и утверждений, выведенных в качестве следствий из основоположений данной теории в соответствии с конкретными принципами.

Например, в физических теориях можно выделить две основные части: формальные исчисления (математические уравнения, логические символы, правила и др.) и содержательную интерпретацию (категории, законы, принципы). Единство содержательного и формального аспектов теории - один из источников ее совершенствования и развития.

Методологически важную роль в формировании теории играет идеализированный объект, построение которого - необходимый этап создания любой теории, осуществляемый в специфических для разных областей знания формах. Этот объект выступает не только как мысленная модель определенного фрагмента реальности, но и содержит в себе конкретную программу исследования, которая реализуется в построении теории.

Для выделения в чистом виде содержания научных терминов, что необходимо для создания научной теории методология разрабатывает специальные методы, например, методы алгоритмизации (конструктивизации), квантификации, качественного уточнения и т.п., и в основу этих методов ложится метод идеализации.

Идеализация является методом выделения сущности в чистом виде, поэтому весьма трудно переоценить ее роль в науке, даже в истории науки. Так, некогда теорией горения являлась флогистонная теория. А сегодня она не годится. Говорят, что она стала ложной. Ньютон Смит, например, утверждает, что вообще всякая истинная в момент ее создания теория через 200 лет становится ложной.

Методология науки считает, что теория является истинной (или ложной) не безотносительно, а относительно принимаемых ею идеализаций. И это в корне меняет дело. Так, флогистонная теория в момент ее создания была истинной относительно принимаемых в то время идеализаций, вводящих флогистон. Сегодня эта идеализация не принимается, а вводится понятие кислорода. Но флогистонная теория не применима к идеализации кислорода так же, как она не применима и к другим газам. Отрицание флогистонной теории не даст кислородную теорию горения. А в логике принимается принцип, говорящий, что отрицание лжи есть истинность, а отрицание истинности ложь. Поэтому отрицание, допустим, ложной флогистонной теории должно было бы давать истинную кислородную теорию, что не имеет смысла. Отсюда флогистонная теория не ложна, а бессмысленна или неприменима.

Историческая преемственность теорий такова, что некогда истинные теории не превращаются в ложные, а становятся неприменимыми при новых идеализациях. Впрочем, при новых идеализациях они были бы неприменимы и в момент их создания. Это объясняет вечную истинность математики. Дело в том, что математика, изучая только количественные отношения действительности, вводит крайние идеализации ее, которые были и в Древней Греции, остаются верными и сегодня и будут существовать и в будущем. Если же их изменить, то современная математика тоже будет неприменимой. На смену ей придет более современная.

Говоря о целях и путях теоретического исследования вообще, А. Эйнштейн отмечал, что «теория преследует две цели:

1. Охватить по возможности все явления в их взаимосвязи (полнота).

2. Добиваться этого, взяв за основу как можно меньше логически взаимно связанных логических понятий и произвольно установленных соотношений между ними (основных законов и аксиом). Эту цель я буду называть «логической единственностью».[2]

Подводя итоги, перечислим основные функции теории, как элемента научного знания:

1. Синтетическая функция - объединение отдельных достоверных знаний в единую, целостную систему.

2. Объяснительная функция - выявление причинных и иных зависимостей, многообразия связей данного явления, его существенных характеристик, законов его происхождения и развития, и т.п.

3. Методологическая функция - на базе теории формулируются многообразные методы, способы и приемы исследовательской деятельности.

4. Предсказательная - функция предвидения. На основании теоретических представлений о "наличном" состоянии известных явлений делаются выводы о существовании неизвестных ранее фактов, объектов или их свойств, связей между явлениями и т.д. Предсказание о будущем состоянии явлений (в отличие от тех, которые существуют, но пока не выявлены) называют научным предвидением.

5. Практическая функция. Конечное предназначение любой теории - быть воплощенной в практику, быть «руководством к действию» по изменению реальной действительности. Поэтому вполне справедливо утверждение о том, что нет ничего практичнее, чем хорошая теория.

2.ТИПОЛОГИЯ НАУЧНЫХ ТЕОРИЙ

Исследуя вопрос о сущности и происхождении научных теорий, необходимо обратить внимание на их классификацию. Науковеды и методологи обычно выделяют три типа научных теорий.

К первому типу теорий относятся описательные (эмпирические) теории – эволюционная теория Ч. Дарвина, физиологическая теория И. Павлова, различные психологические теории, традиционные лингвистические теории и тому подобное. На основании многочисленных опытных данных эти теории описывают определенную группу объектов и явлений, формулируют эмпирические обобщения, а затем и законы, которые становятся базой теории. Теории этого типа формулируются в обычных естественных языках с привлечением лишь специальной терминологии. В них обычно не формулируются явным образом правила используемой логики и не проверяется корректность проведенных доказательств. Описательные теории носят по преимуществу качественный характер.

Второй тип научных теорий составляют математизированные научные теории, использующие аппарат и модели математики. В данных теориях конструируется математическая модель, представляющая собой особый идеальный объект, замещающий и представляющий некий объект реального мира. Примером являются логические теории, теории из области теоретической физики. Обычно эти теории основаны на аксиоматическом методе – наличии ряда базовых аксиом, из которых выводятся все остальные положения теории. Часто к исходным данным аксиомам, которые отвечают признакам очевидности и непротиворечивости, добавляется какая-то гипотеза, возведенная в ранг аксиомы. Такая теория должна быть обязательно проверена на практике.

Третий тип – дедуктивные теоретические системы. К их построению привела задача обоснования математики. Первой дедуктивной теорией явились «Начала» Евклида, построенные с помощью аксиоматического метода. Исходные положения таких теорий формулируются в самом начале, а затем в теорию включаются лишь те утверждения, которые могут быть получены путем логического вывода из этой основы. Все логические средства, используемые в этих теориях, строго фиксируются, и доказательства теории строятся в соответствии с этими средствами. Для построения дедуктивных теорий обычно используются особые формализованные языки. Такие теории обладают большой степенью общности, поэтому возникает очень сложная проблема интерпретации этих теорий, превращение их формального языка в знание в собственном смысле слова.

3.ФИЛОСОФИЯ И НАУЧНАЯ ТЕОРИЯ

Специфическая роль философии в научном познании состоит в том, что сама философия выступает как орудие или способ познание, наделяющего субъект познания способностью к теоретическому мышлению. Речь идет о том, что ученые осознанно или неосознанно поднимаются на уровень теоретического осмысления бытия и сущности познания, что как только перед ученым раскрывается это осмысление бытия, то можно говорить, что в сознании данного ученого присутствует философия.

Возникает вопрос, в каком виде, она, философия присутствует? На это можно ответить следующим образом. Она присутствует в виде логики и методологии познания, в виде мировоззренческих схем, картины мира, миропонимания, как совокупности наиболее фундаментальных научных положений, с помощью которых человек создает единство в понимании процессов, происходящих в окружающем мире, в виде образа (парадигмы) научных теорий, определенного стиля научного мышления. В том контексте философия является наукой о наиболее общих универсальных законах бытия, формулирует такие понятия и категории, которые в силу своей абстрактности и всеобщности могут синтезировать материал, накопленный во всех других формах сознания, и таким образом создавать синтетические формы сознания, высшие интегральные формы отражения мира. Это такие формы, как мироощущение, миропонимание, картина мира, мировоззрение, и через эти формы интегрального сознания, ученый наделяется такой рефлектирующей способностью, как возможность отражать в категориях, логических конструкциях окружающий мир.

Философия возникла как новая попытка теоретического осмысления мира, обнаружения универсальных связей явлений мира. Ведь первые философы ставили вопрос - из чего все возникает? Что является основой всего? Это означает, что они искали такую абстракцию сущностей, к которой можно свести все другие абстракции мира. Под «абстракцией» понимается отвлеченное понятие, которое отображает какую-то одну сущность. Следовательно, философия дает нашему познанию саму методику построения теории.

4. ТЕОРИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТ

Важнейшим методом эмпирического познания является эксперимент, который обычно включает в себя наблюдение и измерение, а также непосредственное физическое воздействие на изучаемые объекты.

Эксперимент есть непосредственное материальное воздействие на реальный объект или окружающие его условия, производимое с целью познания этого объекта.

В эксперименте можно выделить следующие элементы:

· цель эксперимента;

· объект экспериментирования;

· условия, в которых находится или помещается объект;

· средства эксперимента;

· материальное воздействие на объект.

Каждый из этих элементов может быть положен в основу классификации экспериментов. Например, эксперименты можно разделять на физические, химические, биологические и т.д. в зависимости от различия объектов экспериментирования. Одна из наиболее простых классификаций основывается на различиях в целях эксперимента.

Целью эксперимента может быть установление каких-либо закономерностей или обнаружение фактов. Эксперименты, производимые с такой целью, называются «поисковыми». Результатом поискового эксперимента является новая информация об изучаемой области. Однако чаще всего эксперимент проводится с целью проверки некоторой гипотезы или теории. Такой эксперимент называется «проверочным». Ясно, что невозможно провести резкой границы между этими двумя видами эксперимента. Один и тот же эксперимент может быть поставлен для проверки гипотезы и в то же время дать неожиданную информацию об изучаемых объектах. Точно так же и результат поискового эксперимента может заставить нас отказаться от принятой гипотезы или, напротив, даст эмпирическое обоснование нашим теоретическим рассуждениям. В современной науке один и тот же эксперимент все чаще обслуживает разные цели.

Эксперимент всегда представляет собой вопрос, обращенный к природе. Но чтобы вопрос был осмысленным и допускал определенный ответ, он должен опираться на предварительное знание об исследуемой области. Это знание дает теория, и именно теория ставит тот вопрос, ответ на который должна дать природа. Поэтому эксперимент как вид материальной деятельности всегда связан с теорией. Первоначально вопрос формулируется в языке теории, т.е. в теоретических терминах, обозначающих абстрактные, идеализированные объекты. Чтобы эксперимент мог ответить на вопрос теории, этот вопрос нужно переформулировать в эмпирических терминах, значениями которых являются эмпирические объекты.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Факты, с которыми имеет дело научная теория, можно разделить на три группы:

· факты, которые она успешно объясняет;

· факты, которых она пока не объясняет, но есть надежда, что со временем ей это удастся;

· наконец, факты, противоречащие теории.

По мере развития теории количество объясняемых ею фактов увеличивается. Получают объяснение известные факты, открываются новые, предсказанные теорией. Даже те факты, которые первоначально казались противоречащими теории, переосмысливаются таким образом, что противоречие устраняется. И если все-таки остаются факты, с которыми теории никак не удается справиться, то ученые сохраняют надежду на то, что развитие теории, в конце концов, приведет к их объяснению. Никогда не бывает так, что теория согласуется со всеми известными фактами в своей области. Однако это вовсе не означает, что теория порочна. Расхождение теории с некоторыми фактами обычно рассматривается как свидетельство недостаточной развитости теории. Ученые сохраняют уверенность в том, что развитие теории приведет к устранению таких расхождений. История науки показывает, что хорошая научная теория может длительное время развиваться, постепенно перерабатывая непокорные факты в подтверждающие примеры.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Бондарев В.П. Концепции современного естествознания: Учебное пособие для студентов ВУЗов / В.П.Бондарев. - М.: Альфа-М, 2003. - 464 с.

2. Горохов В.Г. Концепции современного естествознания и техники: учеб. пособие для вузов - М.: ИНФРА-М, 2000. - 608 с.

3. С.Х. Карпенков. Основные концепции естествознания: Учебное пособие. – 2-е изд.перераб. и доп. – М.: Академический Проект, 2002. – 368 с.

4. Концепции современного естествознания: Учебное пособие для студентов ВУЗов / А.А. Горелов. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Академия, 2006. – 469с.

5. Эйнштейн А. Физика и реальность.- М.: Терра. 2009. – 320 с.

[1] Эйнштейн А. Физика и реальность.- М.: Терра. 2009, с. 139-140.

[2] Эйнштейн А. Физика и реальность.- М.: Терра. 2009, с. 264.