1. Наука как деятельность, система знаний и социальный институт
Познание – вид духовной деятельности человека, направленный на получение достоверных знаний о мире. Существуют различные виды познания: магия, мифология, религия, наука, философия, художественное творчество, утилитарно-бытовая и производственная деятельность человека. Они имеют особенности с точки зрения субъекта, объекта, характера и функций получаемых знаний. Все эти виды познания мира преследуют различные цели, вырабатывают свои методы получения и оценки знаний, но в них прослеживается общая структура самого познавательного процесса.
В структуре любого вида познавательной деятельности человека можно обнаружить два типа познавательных процедур, связанных с функционированием различных аспектов человеческого сознания: чувственное и рациональное познание.
Чувственное познание – это непосредственное отображение внешних сторон и свойств объектов с помощью органов чувств. Его еще называют живым созерцанием. Оно дает знание о явлениях объективного мира, о внешних свойствах и связях предметов. Такое знание конкретно, индивидуально и зависит от познавательной ситуации. Чувственное познание осуществляется в формах ощущения, восприятия, представления.
Анализ, синтез, осмысление и обобщение накопленной на чувственном уровне информации происходит в процессе логического (абстрактного) мышления, доступного лишь человеку. Рациональное познание направлено на раскрытие внутренних, сущностных связей действительности, посредством которых объясняются явления окружающего мира. Оно призвано раскрыть, объяснить и предсказать законы функционирования и развития объективной реальности. Рациональное познание осуществляется в формах понятия, суждения и умозаключения.
Чувственное и рациональное познание диалектически связаны между собой.
Наука – это система социально организованной познавательной деятельности людей, направленной на производство новых знаний о мире и осуществляющей на основе этого опережающее отражение действительности. Следовательно, наука представляет собой систему деятельности, систему знаний особого типа, социальный институт и форму общественного сознания.
От других видов познавательной деятельности наука отличается по нескольким параметрам.
Во-первых, субъект науки (ученый) профессионально подготовлен. В процессе подготовки ученый усваивает не только исторически сложившиеся знания и методы исследования, но и специфические ценности, цели науки. Среди них – самоценность истины и ценность новизны. В научном сообществе необходимо соблюдать особые нормы коммуникации, что называется этосом науки. В него входят запрет на плагиат, допустимость критики, равенство перед истиной, научная честность.
Во-вторых, объект научного познания четко представлен, дистанцирован от субъекта и изучается с точки зрения его внутренних закономерностей и возможностей включения в практику. Осуществляя опережающее отражение действительности, наука создает перспективы развития деятельности, практики. Так, например, фотография была изобретена после открытия необходимого для этого принципа через 102 года, телефон – через 183, радио – через 35 лет.
В-третьих, средства науки, ее методы и язык специально создаются и разрабатываются. В науке существуют особые приборные системы, логико-математические и формализованные языки. Методами и принципами познания занимается методология науки – направление научных исследований, возникшее при непосредственном участии философии.
В-четвертых, цели науки формируются на основе знания объективных законов функционирования и взаимосвязи объектов. Без этого цель может оказаться бессмысленной. Например, создание вечного двигателя противоречит первому закону электродинамики о сохранении и превращении энергии.
В-пятых, продуктом науки является система внутренне обоснованных, логически непротиворечивых знаний.
Становление и развитие науки происходит в конкретной социальной и культурной среде. Общество может ускорить или замедлить как развитие науки в целом, так и ее отдельных отраслей. Социальная детерминация научно-познавательной деятельности осуществляется через систему финансирования, юридические нормы и законы, общекультурные ценности и традиции. Общество создает специальные учебные заведения по подготовке научных кадров, научно-исследовательские институты, академии наук; гарантирует условия трансляции научной информации через систему научных публикаций, конференций, симпозиумов, конгрессов.
Основной структурно-организационной единицей науки является научная дисциплина. В дисциплинарном оформлении наук играют роль две группы факторов. С точки зрения внутренней динамики науки отдельные дисциплины складываются на основе предмета исследования. Предмет – это специфический срез реальности, который изучается конкретной научной дисциплиной. Принято выделять следующие группы научных дисциплин:
естественные и технические науки;
логико-математические науки;
социальные науки;
гуманитарные науки.
С точки зрения социальной детерминации развитие этих направлений протекает неравномерно. В первую очередь развиваются те научные дисциплины, которые общество может обеспечить или на которые есть социальный заказ. Так, например, инфраструктура гуманитарных наук и гуманитарного образования в Европе была создана в Средние века. В XI–ХIV вв. были открыты самые знаменитые университеты в Италии, Великобритании, Франции. Естественные и технические науки дисциплинарно оформились в XV–ХVIII вв., когда преобразования во всех сферах общественной жизни потребовали всесторонних и объективных знаний о природе. Высокие темпы и глубина естественнонаучных исследований повлияли на общенаучную картину мира. Гуманитарные и социальные науки долгое время находились под влиянием методологических установок естествознания. В ХIХ–ХХ вв. эти дисциплины продемонстрировали стремление к преодолению зависимости и формированию собственных методологических оснований.
Социальный статус науки закрепляется и в их специализации. Каждая научная дисциплина имеет государственный номер регистрации, в соответствии с которым осуществляется подготовка научных кадров и финансирование программ научных исследований.
Наука представляет собой систему деятельности, в которой выделяются два уровня со своими целями, задачами, результатами и методами исследования. Это – эмпирический и теоретический уровни.
Эмпирический уровень (от греч. empeiria – опыт) направлен на отражение явлений и отношений в объективной реальности при непосредственном соприкосновении с нею. Этот уровень еще называют опытно-экспериментальным, потому что он опирается на методы наблюдения, измерения, описания и эксперимента. Знания на данном уровне выражаются в форме эмпирических фактов и эмпирических зависимостей.
Наблюдение – это эмпирический метод научного исследования, который связан с изучением объекта в естественных условиях его существования без воздействия на него человека. Наблюдение ведется целенаправленно и завершается описанием на естественном или искусственном языке. В описании фиксируется знание о внешних свойствах объекта. Наблюдение широко используется в естествознании (физика, астрономия, геология).
Измерение – это эмпирический метод научного исследования, при котором информация об объекте получается с учетом соотношения эталонов и величин. Такими величинами являются, например, длина, температура, время, объем. Поэтому измерение тесно связано со стандартизацией и использованием приборных систем – градусников, счетчиков, датчиков, робототехники, автоматики. С развитием сейсмологии, океанологии, космической, медицинской техники, биотехнологий требования к приборам возрастают. Их созданием теперь занимается целое направление в науке. Широко разрабатывается и теория измерения. Результатом измерения является количественная информация о состоянии объекта и среды его существования.
Эксперимент (от лат. experimentum – проба, опыт) – это метод научного исследования, при котором осуществляется изучение объекта в искусственно заданных, контролируемых и управляемых условиях его существования. Эксперимент сыграл определяющую роль в становлении современного естествознания. Метод эксперимента разрабатывался Н. Коперником и Г. Галилеем, Р. Декартом и Ф. Бэконом. Обращение науки к особо сложным уровням реальности повышает требования к субъекту и объекту эксперимента. Субъект, т.е. человек, который проводит эксперимент, не знает результата своей работы. Он должен быть готов к самым различным результатам и иметь представление об альтернативных исходах. Внимание субъекта должно быть сосредоточено на формировании целей. В их постановке большую роль играют мировоззренческие ориентации и методологические принципы. В таких разделах, как квантовая механика, астрофизика, трудно провести грань между объектом и условиями его существования. Если физиолог И.П. Павлов мог изучать животных непосредственно, то теперь появились такие объекты, которые требуют реконструкции среды их существования. Например, колебание земной оси или преломления космических лучей могут искажать данные об объекте, влиять на приборы. Особенности среды должны учитываться при проведении эксперимента.
Эксперимент широко используется не только в науке, но и в практике. Выделяются следующие формы эксперимента:
– эмпирический эксперимент, при котором изучаются реальные объекты, но для них создается искусственная среда. Например, плазма помещается в специальную среду в термоядерной установке;
– мысленный эксперимент, который связан с исследованием объекта без непосредственного обращения к его реальному прообразу. Его широко использовал А. Эйнштейн при создании теории относительности. Сегодня мысленный эксперимент проводится с помощью компьютерной техники;
– производственный эксперимент, который проводится в экономике или промышленности.
Результаты эксперимента во многом определяют эмпирический базис науки. Они представляют собой эмпирические данные, которые требуют дальнейшего истолкования. Интерпретация полученной информации заключается в раскрытии заложенного в ней содержания с помощью гипотез, моделей, теорий. Это очень сложная процедура, она требует не только профессиональной подготовленности субъекта, но и готовности его сознания к восприятию принципиально нового знания. Отсутствие такой мировоззренческой установки часто приводит к ситуации, когда открытие долгое время остается вне общенаучной картины мира. Например, в 20-е гг. ХХ в. математик А.А. Фридман создал теоретические модели конечности и бесконечности Вселенной, но они остались без эмпирической проверки. В то же время в США эмпирически (в наблюдении) была получена информация о Галактиках. Оба результата не были связаны друг с другом, пока им не была дана физическая интерпретация.
Теоретическая обработка эмпирических данных завершается получением научных фактов и эмпирических зависимостей. Научный факт является формой существования эмпирических знаний. От фактов обыденного сознания он отличается тем, что его получению предшествуют не только строгие условия эмпирического исследования, но и теоретическое истолкование. Поэтому научный эмпирический факт теоретически нагружен.
Теоретический уровень (от греч. theoria – рассмотрение, исследование) направлен на раскрытие существенных сторон и фундаментальных связей объективной реальности. Теоретические исследования проводятся на основе широкого спектра методов и методологических принципов. Их результаты формулируются в теориях и гипотезах, раскрывающих содержание законов науки.
Научная теория – это высшая форма научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и существенных связях определенной области действительности – объекта данной теории. В структурном отношении теория представляет собой систему взаимосвязанных утверждений, методов и принципов объяснения и предсказания явлений данной предметной области.
Научные теории бывают частными и фундаментальными. Частная, или прикладная, теория тесно связана с практикой. Например, теории электричества и магнетизма используются в сфере энергетики. Фундаментальная теория непосредственно с практикой не связана, она может опережать развитие практики. Прикладные теории являются содержательной частью фундаментальных, придавая последним эмпирический смысл. Например, физическая картина мира И. Ньютона включает в себя законы Галилея и Кеплера.
В основе теории лежат законы. Закон – это необходимая, существенная, устойчивая и повторяющаяся связь между явлениями и процессами объективной реальности.
В становлении научной теории важную роль играет правильно сформулированная проблема. Проблема (от греч. problema – преграда, трудность, задача) – это объективно возникающий в ходе развития познания вопрос или комплекс вопросов, решение которых представляет существенный практический или теоретический интерес. Весь ход развития познания – это постановка и решение проблем. Формой решения проблемы может быть формулирование закона, формирование научной теории или запрет на доказательство неразрешимых проблем. Своеобразными формами решения проблем являются апории и парадоксы, для исследования которых необходим философский уровень познания.
Гипотеза (от греч. hypothesis – основа, предположение) – это научное допущение или предположение, истинное значение которого не определено. Гипотеза является структурным элементом теории. Она выдвигается для решения конкретной проблемы с целью объяснения новых экспериментальных данных. Эффективность гипотезы повышается, если она удовлетворяет некоторым требованиям. Гипотезы должны быть простыми, непротиворечивыми, соответствовать достаточно большому количеству фактов. Проверка гипотезы предполагает процедуры верификации и фальсификации, т.е. подтверждения для одних объектов и опровержения для других.
Между теоретическим и эмпирическим уровнями существует тесная взаимосвязь. Она проявляется в том, что каждый из уровней содержит в себе и эмпирические, и теоретические элементы. Например, ход эксперимента обусловлен теорией, а теоретические разработки требуют эмпирической проверки.
Метод (от греч. methodos – путь познания, теория, учение) – способ построения и обоснования системы знания, в основе которого лежит совокупность принципов и приемов практического и теоретического освоения действительности.
Правильность выбранного метода определяется его соответствием характеру исследуемого объекта. Это значит, что исследователь должен иметь предварительное теоретическое знание об объекте. Открытие новых объектов требует выработки новых методов путем их глубокого мировоззренческого осмысления. Роль методологических ориентиров в научном познании играют философские принципы. Философия может опережать научное познание. Например, идеи развития, атомарного строения материи были выдвинуты философами.
Современная наука располагает богатой и разнообразной системой методов. Их можно разделить на три группы. Первая группа – общелогические методы, они присущи человеческому познанию в целом, на их основе строятся все виды познания, в том числе и научное. Вторая группа – эмпирические методы: наблюдение, измерение, эксперимент (они были рассмотрены выше). Третья группа – методы теоретического исследования, они разрабатываются и используются в теоретико-познавательной деятельности.
Общелогические методы
Анализ – метод разделения целостного предмета на составные части, стороны, признаки, свойства или отношения с целью их всестороннего изучения.
Синтез – метод соединения ранее выделенных частей, сторон, признаков, свойств или отношений предмета в единое целое.
Предпосылкой этих операций является структурность объектов действи-тельности, возможность их перегруппировки. Связь анализа и синтеза видна на следующем примере. В уравнениях Бойля–Мариотта и Гей-Люссака на основе анализа выделены отдельные характеристики газов – давление, объем, температура. В уравнении Клапейрона эти характеристики были синтезированы и связаны воедино.
Абстрагирование – особый прием мышления, который заключается в отвлечении от ряда свойств и отношений изучаемого явления с одновременным выделением интересующих исследователя свойств и отношений. Результатом абстрагирования являются понятия и категории, следовательно, изучаемые свойства заменяются определенными знаками. Например, свойство пяти пальцев соответствовать пяти другим предметам закрепляется особым знаковым выражением – словом «пять» или цифрой «5», которые будут выражать абстракцию соответствующего числа. В утверждении: «Эверест – самая высокая гора в мире» содержится эмпирическая абстракция и выявлено только одно свойство. А понятие Н.И. Лобачевского – «абсолютная прямая» – это теоретическая абстракция, она фиксирует свойство прямой быть кратчайшим расстоянием между двумя точками и свойство параллельности прямых.
Обобщение – метод объединения объектов в единый класс на основе одного, общего для них признака, полученного в результате абстрагирования. Предельным обобщением является философская категория. Обобщение всегда связано с переходом от частного понятия или знания к общему понятию или знанию. Например, клен, липа и береза обобщаются в понятии «дерево». Путем дальнейшего обобщения можно получить понятия «растение» и «живой организм». В науке принцип относительности, сформулированный Г. Галилеем, был расширен А. Эйнштейном на все физические явления.
Индукция – это метод, при котором общий вывод строится на основе частных посылок, а знание некоторых свойств объекта распространяется на целый класс объектов. Индуктивное знание носит вероятностный характер. Оно опирается на методы эмпирического исследования и выражается в индуктивном умозаключении. Индукция бывает полной, когда обозрим весь класс объектов, и неполной, когда вывод строится на основе ограниченного числа объектов определенного класса. Неполная индукция бывает двух типов – популярная и научная. Популярная индукция основана на прямом перечислении объектов по одному повторяющемуся признаку. Главное основание в ней – отсутствие противоречащего признака. Степень достоверности – невысокая. Но есть и достоверные популярные индукции, например: «Все папоротники размножаются спорами», «Все млекопитающие дышат легкими». Научная индукция характеризуется поиском причинных зависимостей между явлениями, выделением существенных признаков объектов данного класса.
Дедукция – это метод, посредством которого из общих посылок, на основании знания свойств объектов определенного класса, с необходимостью выводится заключение частного характера о свойствах и качествах отдельных объектов. Обязательной предпосылкой дедукции является общее суждение, которое может быть индуктивным обобщением, гипотетическим предположением или новой идеей.
В процессе познания индукция и дедукция связаны между собой, но на начальных этапах познания преобладает индукция, а на этапе обоснования знания – дедукция. Например, Д.И. Менделеев индуктивно изучал элементы и их свойства и вывел основной закон химии, согласно которому свойства элементов стоят в периодической зависимости от их атомарного веса. Затем, опираясь на этот закон, пользуясь дедуктивными рассуждениями, он открыл или предположил еще не известные химии элементы.
Аналогия – это метод познания, при котором на основе сходства объектов в одних признаках заключают об их сходстве в других признаках. Аналогии бывают ассоциативными и логическими. Ассоциативные аналогии проявляются в психологических актах творчества и носят образный характер. Например, формула бензола возникла у Ф.А. Кекуле по ассоциации при виде играющих в клетке обезьян, пять из которых в один момент образовали кольцо. Логические аналогии ученый формулирует в виде суждения о родстве явлений на основе их параллельного изучения с точки зрения внутренней сущности. Например, аналогии между дыханием человека и животного, светом очага и солнца. Самым широким пониманием аналогии является перенос информации об одних объектах на другие объекты, поэтому аналогия является гносеологической основой моделирования.
Моделирование – это метод помещения между исследователем и объектом еще одного, искусственно созданного объекта. Искусственный объект несет в себе определенные признаки реального объекта и называется моделью. Интересующие исследователя признаки изучаются на модели, а затем полученное знание переносится на реальный объект с определенной степенью вероятности. Модели бывают материальные и идеальные. Материальные, или вещественные, модели воспроизводят признаки природных объектов, подчиняющихся естественным законам. Например, модель плотины на реке. Идеальные модели делятся на модельные представления, знаковые и информационные модели. Например, идеальный маятник, система уравнений, логико-кибернетическая модель.
Методы теоретического исследования
Идеализация – это метод мысленного конструирования понятий об объектах, не существующих в действительности, но для которых имеются прообразы в реальном мире. Например, идеальный газ или инерция в физике; точка, окружность в математике; абсолютно черное тело в астрономии. Подобные понятия называются идеальными объектами. Исследователь оперирует ими как реально существующими.
Формализация – это метод, связанный с отображением знаний в точных понятиях, терминах и категориях конкретной области научного познания. Этот метод способствует систематизации знаний, освобождает их от нестрогих понятий естественного языка, неопределенности и неоднозначности, которые могут присутствовать в обыденном мышлении. В научном познании с формализации начинается не только решение проблемы, но даже ее постановка. Формализация связана с построением научных языков с точно заданной структурой, правилами преобразования выражений и точной фиксацией содержания понятий.
Мысленный эксперимент – это метод исследования объекта без непосредственного обращения к его реальному прообразу. В целом эксперимент является основой эмпирического познания, но мысленный эксперимент относится к теоретическому уровню познания.
Аксиоматический – это метод построения научной теории, в основе которого лежат исходные положения, не требующие доказательства в рамках данной системы знания – аксиомы или постулаты. Из этих исходных положений чисто логическим путем, посредством доказательств, выводятся все остальные утверждения теории. Построение научной теории на основе этого метода называется дедуктивным. Впервые этот метод был использован античными философами и математиками, в частности, в геометрии Евклида. В современной математике и логике возможности и границы аксиоматического метода исследованы Д. Гильбертом и К. Гёделем. Они показали, что для вывода теории из аксиом должны быть сформулированы непротиворечивые, полные и независимые правила вывода. К. Гёдель доказал также, что полная аксиоматизация развитых научных теорий невозможна.
Гипотетико-дедуктивный – это метод, основанный на выведении заключений из определенных посылок, истинность которых не установлена. В качестве посылок могут выступать гипотезы либо эмпирические обобщения, которые противоречат эмпирическим фактам, теоретическим принципам или общепринятым убеждениям. Знание, полученное этим способом, имеет вероятностный характер. Впервые этот метод начал анализироваться в античной философии в рамках диалектики. В Новое время Г. Галилей и И. Ньютон распространили его использование на механику и физику. Разновидностью гипотетико-дедуктивного метода является метод математической гипотезы.
Восхождения от абстрактного к конкретному – это метод, который заключается в движении теоретической мысли ко все более полному, всестороннему и целостному воспроизведению объекта и его связей. Содержание основных понятий этого метода – абстрактное и конкретное – раскрыл Гегель в «Науке логики». Абстрактное – это понятие, которое употребляется для характеристики самого знания – неполного, неточного и неокончательного. Абстракции выражаются в понятийном или категориальном аппарате. Конкретное – это понятие, которое обозначает как сами исследуемые объекты во всем многообразии их связей и свойств, так и полное, точное знание об этих объектах. Метод включает в себя две стадии. На первой стадии происходит движение мысли от конкретного к абстрактному, т.е. от конкретных вещей в область понятий. На второй стадии, когда понятийный аппарат науки уже сформирован, возникает необходимость синтеза многих определений. Происходит теоретическая реконструкция конкретного, понятия наполняются содержанием. Движение мысли от абстрактного к конкретному здесь подкреплено уже имеющимся запасом знаний об объекте. Например, К. Маркс в «Капитале» начинал исследование с хорошо разработанного английскими политэкономами понятийного аппарата: товар, стоимость, рабочее время, наемный труд. Рассматривая эти понятия в определенной системе связей, синтезируя их, он раскрыл конкретное – сущность экономики капитализма.
Исторический – это метод, при котором объект исследуется в динамике его становления, функционирования, воспроизводства и развития.
Логический – это метод, который состоит в теоретическом воспроизведении объекта во всех его существенных, закономерных связях и отношениях.
Принципы научного познания:
– знания должны быть истинными и объективными;
– знания должны быть рациональными, все субъективные, лженаучные, паранаучные, мифологические, мистические, религиозные аргументы и доводы исключаются;
– знания должны быть доказанными и эмпирически проверенными на возможно большем количестве объектов из данной области исследования;
– знания должны быть теоретически обоснованными, внутренне логичными и непротиворечивыми;
– знания должны удовлетворять требованиям верификации и фаль-сификации;
– знания должны быть точно и однозначно сформулированы, выражены в специальном языке терминов и понятий – концептуальном аппарате конкретной научной дисциплины;
– знания должны быть доведены до сведения научного сообщества и приняты им;
– знания должны поддаваться общественному контролю.
Термином «естествознание» обозначается совокупность наук, объектом изучения которых является природа в широком смысле слова, то есть окружающая нас объективная реальность.
Естественнонаучное знание всегда оформлено в виде теоретической системы. Совокупность его понятий, суждений, выводов и гипотез логически выводятся один из другого в соответствии с методологическими принципами конкретной науки. Конечной целью естествознания является создание такой научной теории, которая объясняла бы все многообразие фактов и явлений, исходя из одного общего принципа.
Естественнонаучное познание имеет дело не с самими объектами природы, не с вещами и явлениями реального мира как таковыми, а с идеализированными объектами. Например, теоретическую механику совершенно не интересует, движется ли камень, снаряд или кирпич. Все эти три реальных объекта она обозначит понятием материальной точки.
Естественнонаучное познание выдвигает по отношению к создаваемым теориям требование объективности. Это означает, что научные положения должны быть независимы от познающего субъекта, от его эмоций, чувств, эстетических пристрастий.
Дисциплинарная организация естествознания:
• Физика. Объект – мир, Универсум. Предмет - причинно-следственные связи между структурой материального мира и энергетическими процессами в нем.
• Химия. Объект - микромир. Предмет - закономерности строения и превращения веществ на атомном и молекулярном уровнях и условия, при которых эти превращения происходят.
• Биология. Объект – органическая природа. Предмет – формы и закономерности функционирования и развития биологических систем любого уровня.
Выделяют две группы естественных наук:
Фундаментальные науки ориентированы на познание объективных законов мира безотносительно к интересам и потребностям человека. Они определяют содержание научной картины мира.
Прикладные науки разрабатывают способы применения полученных фундаментальной наукой знаний для удовлетворения потребностей людей, развития производительных сил общества, материальной культуры. К ним относятся: кибернетика, технические, сельскохозяйственные, медицинские науки.
В развитии научного познания лежат некоторые основания, которые определяют ее содержательное и формальное своеобразие на каждом историческом этапе. Рассмотрим их.
Идеалы и нормы научного познания – совокупность определенных концептуальных, ценностных, методологических установок, свойственных науке на каждом конкретно-историческом этапе ее развития. Их основная функция – организация и регуляция процесса научного исследования, ориентация на более эффективные пути, способы и формы достижения истинных результатов. При переходе на новый этап научного исследования (например, от классической к неклассической науке) кардинально меняются его идеалы и нормы. Их характер определяется в первую очередь предметом познания, спецификой изучаемых объектов, а их содержание всегда формируется в конкретном социокультурном контексте. Целостное единство норм и идеалов научного познания, господствующих на определенном этапе развития науки, выражает понятие «стиль мышления». Он выполняет в научном познании регулятивную функцию, носит многослойный и ценностный характер. Стиль мышления всегда воплощается в определенной конкретно-исторической форме. Различают классический, неклассический и постнеклассический (современный) стили научного мышления.
Понятие «философские основания науки» выражает философские идеи и принципы, которые содержатся в данной науке и дают самые общие ориентиры для познавательной деятельности. Философские основания науки наряду с функцией обоснования уже добытых знаний выполняют также эвристическую (участвуют в построении новых теорий) и методологическую функции. Являясь средством (орудием) приращения нового знания, они способствуют формированию новых методов научного исследования. Философские основания науки разнородны и историчны: при переходе от одного этапа развития науки к другому в ходе научных революций один их «набор» сменяется другим, но определенная преемственность при этом сохраняется.
Важным компонентом научной деятельности являются методологические установки познания. Они выполняют функцию регулятивной основы познавательной деятельности, направляют, ориентируют и контролируют построение эмпирических обобщений и теоретических схем. По своему содержанию методологические установки – это система представлений об общих свойствах объекта познания, процесса исследования этого объекта и о том, каким (по форме) должен быть результат исследования. Система методологических установок характеризует конкретно-исторические особенности естественнонаучного познания. Методологические установки соединяют познавательный и ценностный аспекты познания. Через методологические установки познания каждая наука включается в систему культуры в целом. Та естественная наука, методологические установки которой в данную историческую эпоху являются типичными и определяющими для всех остальных естественных наук, становится лидером естествознания. Начиная с XVII в. лидером естествознания выступала физика. В конце XX в. эта роль перешла к биологии. Та часть содержания методологических установок познания, которая связана с характеристикой общих черт предмета познания данной науки, является одним из истоков научной картины мира.
Научная картина мира – это целостная система представлений об общих свойствах и закономерностях природы, возникающая в результате обобщения и синтеза основных естественнонаучных понятий, принципов, методологических установок. Различают общенаучную картину мира, картины мира наук, близких по предмету исследования (например, естественно-научная картина мира), картины мира отдельных наук (физическая, астрономическая, биологическая).
В структуре научной картины мира можно выделить два главных компонента – понятийный и чувственно-образный. Понятийный представлен философскими категориями (материя, движение, пространство, время) и принципами (материального единства мира, всеобщей связи и взаимообусловленности явлений, детерминизма), общенаучными понятиями и законами (например, закон сохранения и превращения энергии), а также фундаментальными понятиями отдельных наук (поле, вещество, Вселенная, биологический вид, популяция). Чувственно-образный компонент научной картины мира – это совокупность наглядных представлений о тех или иных объектах и их свойствах (например, планетарная модель атома, образ Метагалактики в виде расширяющейся сферы).
Главное отличие научной картины мира от ненаучных картин мира (например, религиозной) состоит в том, что она строится на основе определенной доказанной и обоснованной фундаментальной научной теории. Вместе с тем научная картина мира как форма систематизации знания отличается от научной теории. Если научная картина мира отражает объект, отвлекаясь от процесса получения знания, то научная теория содержит в себе не только знания об объекте, но и логические средства проверки их истинности. Научная картина мира играет эвристическую роль в процессе построения частных научных теорий.
Основные функции научной картины мира – эвристическая (определяемая функционированием научной картины мира как исследовательской программы), систематизирующая и функция объективирования знаний и их включения в культуру.
Поскольку существуют различные уровни систематизации знания в научной картине мира, различают три основных ее типа:
общая научная картина мира, которая выступает как целостный образ мира, включающий представления и о природе, и об обществе;
естественнонаучная (социогуманитарная) картина мира;
специальная научная картина мира - горизонт систематизации знаний в отдельной науке.
Принципиальное значение для современной цивилизации имеют общенаучная и частнонаучные картины мира, вырабатываемые в рамках различных дисциплинарных направлений современной науки (химии, физики, биологии). При этом в общенаучной картине мира определяющим элементом выступает картина мира той области научного знания, которая занимает лидирующее положение на конкретном этапе развития науки.
2. Генезис и эволюция естествознания доклассического периода
Как одна из форм познавательной деятельности наука возникает на определенном этапе развития общества и в значительной мере определяет лицо цивилизации. Первоначально знания человека о природе были органично связаны с его материальной деятельностью. Решающую роль в становлении науки сыграло отделение умственного труда от труда физического. Генезис, т.е. зарождение и начало науки, – это спорная проблема. Есть основания полагать, что элементы научных знаний и принципы научного познания встречаются уже в древних цивилизациях.
В древневосточных цивилизациях зародилась протонаука. Рост населения, его подвижности, динамизма образа жизни, укрепление племенных союзов, развитие военного дела, политический и военный экспансионизм, развитие обмена, торговли — способствовали расширению географического кругозора человека.
Наряду с освоением новых пространств, совершенствовались формы картографии, способы ориентации по звездам. Становление производящего хозяйства стимулировало развитие биологических знаний. Накапливался опыт одомашнивания животных и растений, селекции. Так, в «Земледельческом альманахе» содержались рекомендации по борьбе с засолением почв, в Древнем Египте создавали пособия по ветеринарии, в VIII в. до н.э. в Ассирии появляются первые системы классификации растений. Появляются приемы санитарии и гигиены, физиотерапевтические процедуры, массаж, иглотерапия, диетика, разрабатываются новые хирургические приемы и соответственно металлические хирургические инструменты. Совершенствуется акушерство — одна из первых медицинских специальностей. Древнеиндийские медики открыли вакцинацию как способ борьбы с оспой. Во взаимодействии с древнеиндийской медициной возникла древнетибетская медицина, широко распространившаяся в странах буддийской культуры.
Химические знания развивались в области ремесленной прикладной химии: высокотемпературные процессы (металлургия, стеклоделие, керамика); получение красителей (минеральных и органических), косметических средств, лекарств, ядов, освоение бальзамирования; использование брожения для переработки органических веществ. Широкое распространение получила обработка и подделка драгоценных камней. Кроме меди и железа древние знали такие металлы, как золото, свинец, олово, ртуть и их сплавы.
Развитие астрономических знаний определялось в первую очередь потребностями совершенствования счета времени, что способствовало совершенствованию календаря. Переход от лунного календаря к солнечному стал возможным при отделении наблюдений за интервалами времени от их привязки к биологическим ритмам. В астрономии Древнего Египта бала осознана связь небесных явлений и сезонов года, разработаны диагональные календари. В Вавилонии и Ассирии был принят лунный календарь, созданы первые теории движения Луны и планет.
Математические знания развивались в следующих направлениях:
– расширяются пределы считаемых предметов, появляются словесные обозначения для чисел свыше 100 единиц — сначала до 1000, а затем до 10 000 и далее.
– образуются позиционные системы счисления. Это стало возможным благодаря совершенствованию умения считать не единицами, а сразу некоторым набором единиц (4,5, чаще всего 10).
– формируются простейшие геометрические абстракции — прямой линии, угла, объема.
– зарождаются древнейшие математические науки — арифметика и геометрия.
Особенность древневосточной математики – ее преимущественно рецептурный, алгоритмический, вычислительный характер. Математики Древнего Востока даже не пытались доказывать истинность тех вычислительных формул, которые они использовали для решения конкретных практических задач. Все такие формулы строились в виде предписаний. Потому и обучение математике состояло в механическом заучивании веками не изменявшихся способов решения типовых задач. Идеи математического доказательства в древневосточной математике еще не было.
Цивилизации Древнего мира накопили огромный опыт знания о законах окружающего мира. Он был впоследствии широко заимствован авторами античного мира.
Древняя Греция VI – V вв. до н.э. считается родиной научного метода. С этого времени начинается доклассический этап развития науки, который продлится вплоть до XVI – XVII вв. В античной культуре об этом свидетельствуют такие признаки, как введение в структуру познания дедуктивного доказательства и теоретического обоснования, высокая ценность объективных знаний и выделение объекта со своими внутренними связями, разработка логики рационального мышления. Известны такие научные программы Древней Греции, как геометрия Евклида, геоцентрическая система Птолемея – Аристотеля, своды по медицине, история Геродота. На протяжении многих столетий люди исцелялись от различных болезней благодаря основам медицинской науки, заложенным Гиппократом — крупнейшим реформатором античной медицины. В античности зародились и первые научные школы — союз Пифагора, Академия Платона, Ликей Аристотеля.
В средние века развитию науки в Европе серьезно препятствовали христианская религия и церковь, ратовавшие за приоритет веры над знанием. Однако и в эпоху средневековья научное знание медленно, но неотвратимо прокладывало себе путь. Развитие естествознания в Средневековую эпоху распадается на два временных отрезка:
1) период упадка европейской науки; развитие науки на Востоке (VIII – X вв.);
2) период подъема европейской науки (XI – XV вв.).
Большое влияние на европейскую науку оказали исследования арабов. И прежде всего здесь следует назвать имя аль-Хорезми (780 – ок. 850), автора основополагающих трактатов по арифметике и алгебре. Из трудов аль-Хорезми Европа переняла индийскую позиционную систему счисления с арабскими цифрами и употреблением нуля. На Востоке получил развитие и экспериментальный метод. Аль-Бируни (973 – ок. 1050) точно определил плотность металлов и других веществ, вычислил угол наклона эклиптики к экватору, а также радиус Земли. Другие известные ученые того времени – это Ибн аль-Хайсам (Альгазен (965 – 1039)), основные исследования которого относятся к оптике, Ибн Сина (Авиценна (ок. 980 – 1037)), прославившийся в области медицины, Улугбек (1394 – 1449), составивший каталог звезд и таблицы движения планет.
Начиная примерно с X в. во многом благодаря крестовым походам, Европа начинает знакомиться с культурой, наукой и техникой Востока. Переводятся на латинский язык фундаментальные труды восточных ученых, а также неизвестные тогда (утерянные) тексты античных авторов, сохранившиеся только в арабских переводах. В эпоху Средневековья жили такие ученые, как Р. Бэкон (ок. 1214 – 1294), У. Оккам (ок. 1285 – 1349), Т. Брадвардин (1290 – 1349). Дальнейшее развитие получила техника. Были изобретены механические часы, разработана технология производства бумаги. И. Гуттенберг (1400 – 1468) в 1440 г. изобретает книгопечатание.
В эпоху Ренессанса получили свое «возрождение» установки и принципы развития античной культуры, на базе которых получили дальнейшее развитие различные ремесла и искусства. Среди выдающихся ученых этой эпохи — Джордано Бруно, Леонардо да Винчи, Николай Коперник. Бурное развитие науки, обусловленное ни чем иным как «технической потребностью» общества привело к изменению ее статуса. Эпоха Возрождения дала заметный толчок развитию естествознания. Ключевой ее фигурой считают польского астронома Н. Коперника (1473 – 1543). Его величайшей заслугой является изменение мировоззрения эпохи, явившееся следствием разработки им гелиоцентрической системы мира. Данное событие является началом первой научной революции, которая завершится созданием Ньютоном классической механики.
3. Классическое, неклассическое и постнеклассическое естествознание
Как социальный институт наука сформировалась в эпоху становления капиталистических отношений. Новому социальному классу, утверждавшему такие ценности как индивидуализм и предприимчивость, нужны были прочные знания. Поэтому он способствовал развитию науки и техники. А для этого сводил счеты» со схоластикой и восстанавливал приоритет принципа разума над принципом веры, создавал светские учебные заведения. Постепенно наука перестает быть уделом ученых-одиночек. Появляются научные общества и академии – Флорентийская академия опыта (1657), Лондонское королевское общество (1660), Парижская академия наук (1666).
Эпоха Нового времени открывается XVII веком. У истоков классической науки стоял выдающийся итальянский ученый Галилео Галилей (1564-1642). Одним из главных его достижений было разрешение проблемы движения. На смену учению о движении Аристотеля пришло новое объяснение, названное впоследствии принципом инерции Галилея. Галилей также опроверг аристотелевское учение о падении тел. Проводя эксперименты по сбрасыванию шаров из различных материалов со знаменитой Пизанской башни, он установил, что скорость падения тела не зависит от его массы, как утверждали перипатетики. Галилей экспериментально обнаружил, что воздух имеет массу, а траектория брошенного под углом тела имеет форму параболы. Также он открыл закон колебания маятника. Все эти открытия, помимо самостоятельной ценности, имели ещё и важное методологическое значение. Галилей ясно показал, какую огромную роль в научном исследовании играет эксперимент и математический анализ полученных данных. Слепая же вера в авторитеты, поиск ответов на вопросы в рукописях античных авторов и Священном писании только тормозят развитие науки.
Важной стороной научной деятельности Галилея были его астрономические исследования. Являясь убеждённым сторонником учения Коперника, он отдал много сил для научного обоснования и распространения его гелиоцентрической системы. Галилей пишет и публикует блестящее сочинение «Диалог о двух системах - Птолемеевой и Коперниковой», в которой обосновывает истинность взглядов Коперника и дает исчерпывающие ответы на возражения некоторых учёных. Содержание книги оказалось взрывоопаснее, чем казалось папской цензуре, вначале разрешившей публикацию труда учёного. Через некоторое время Галилея доставляют под конвоем в Рим, где он предстает перед судом католической церкви. Процесс продолжался три месяца, и, в конце концов, Галилей по заранее заготовленному инквизицией тексту формально отрёкся от своих взглядов. Научные же убеждения его остались неизменными. В октябре 1992 г. католическая церковь в лице Папы Иоанна-Павла II признала, что приговор Галилею был вынесен ошибочно.
Быстрое развитие науки и техники было во многом стихийным. Стихийно оформлялись и принципы научных исследований. В связи с этим возникала потребность философского обоснования новой методологии познания, на которую можно было бы прочно опереться. Старая аристотелевско-схоластическая методология безнадёжно устарела. Это понимали многие учёные-практики. Задача рационального философского обоснования выпала на долю английского философа и естествоиспытателя Ф. Бекона и французского философа и математика Р. Декарта.
Великий английский учёный Исаак Ньютон (1643-1727) оставил после себя большое научное наследие. Во-первых, он является создателем дифференциального и интегрального исчисления. Одновременно и независимо от Ньютона данное направление в математике было разработано немецким учёным и философом Г. В. Лейбницем (1646-1716). Без этого математического аппарата дальнейшее развитие физики было бы невозможным. Во-вторых, он сделал значительные открытия в области оптики: исследовал световой спектр, явления дифракции и интерференции. И, наконец, главным делом его жизни было создание целостной механической теории, объяснившей природу движения тел, в том числе и космических.
Теоретическая система механики Ньютона основывается на трёх принципах, дополненных законом всемирного тяготения. Он изложил их в своём знаменитом труде «Математические начала натуральной философии», изданном в 1687 году. В этой книге для обоснования законов механики Ньютон использовал классический геометрический метод, безупречный по доказательности и логичности выводов. Следующие поколения учёных, полностью переведут классическую механику на язык математического анализа: Л.Эйлер (1707-1783), Л.Лагранж (1736-1783).
Выход в свет главного труда Ньютона знаменует собой начало формирования механистической картины мира. Её главной целью была попытка объяснить все без исключения природные явления с точки зрения законов классической механики. В предисловии Ньютона к своим «Математическим началам» мы находим знаменательную фразу: «было бы желательно вывести из начал механики и остальные явления природы…». Видя ясность, наглядность и универсальность механистических представлений с Ньютоном солидаризируется большинство его современников – учёных и философов. Отныне развивалась уже по своим объективным законам, независимо от религиозного сознания.
В эпоху Нового времени значительно продвинулись вперёд науки о живой природе. Шведский учёный-натуралист Карл Линней (1707-1778) в своей книге «Система природы» провёл классификацию растений и животных, выделив следующие уровни деления: класс, отряд, род, вид, вариация. Он ввёл в биологию бинарную систему обозначения представителей живой природы, состоящую из двух наименований – родового и видового. В современной биологии используются и линнеевские принципы классификации, хотя сама классификация «Системы природы» устарела. Наведя порядок в классификации живых организмов, Линней тем самым открыл путь для теорий, объясняющих многообразие животного и растительного мира.
Несмотря на огромные достижения, наука XVII–XVIII вв. дала в целом механистическую, ограниченную картину мира, которая уже не соответствовала запросам промышленности и техники.
Истории известны четыре основных этапа эволюции науки, ознаменованные соответствующим типом научных революций и переходом к новым научным картинам мира.
Классическая наука (XVI – XVIII вв.) оформляется с завершением становления классического естествознания, дивергенции (разделения) наук. Определяющее место в процессе формирования общенаучной картины мира при этом приобретают философия механицизма, наивный материализм и математика. Завершается этот этап со становлением дисциплинарно-организованной науки.
Неклассичекая наука (XIX – первая половина ХХ в.) опирается на достижения в области прогрессирующих в это время областей естествознания – квантово-релятивистской физики, эволюционной космологии, некоторых других.
Постнеклассическая наука (вторая половина ХХ – начало XXI в.) исходит из революционного по духу характера изменения средств получения, сохранения и воспроизводства знаний, инициируемого НТР в ее компьютерной стадии. В этот период начинают доминировать междисциплинарные проекты в рамках научно-исследовательских программ, проблематика глобального эволюционизма. Происходит активная эволюция средств научного познания, увеличиваются темпы прироста научного знания и совершенствуются технические системы.
Каждому из названных этапов эволюции науки соответствует свой уникальный тип научной рациональности.
Классический тип научной рациональности, центрируя внимание на объекте, стремился при теоретическом объяснении и описании элиминировать все, что относится к субъекту, средствам и операциям его деятельности. Цели и ценности науки, определяющие стратегии исследования, на этом этапе, как и на всех остальных, определялись доминирующими в культуре мировоззренческими установками и ценностными ориентациями. Но классическая наука не ставила своей задачей их осмысление.
Неклассический тип научной рациональности уже учитывает связи между знаниями об объекте и характером средств и операций деятельности. Экспликация этих связей рассматривается здесь в качестве условий объективно-истинного описания и объяснения мира. Но связи между внутринаучными и социальными ценностями и целями по-прежнему не являются предметом научной рефлексии.
Постнеклассический (современный) тип научной рациональности расширяет поле рефлексии над деятельностью. Он учитывает соотнесенность получаемых знаний об объекте не только с особенностью средств и операций деятельности, но и с социальными ценностями и целями.
Каждый новый тип научной рациональности характеризуется особыми, свойственными ему основаниями науки.
Социально-гуманитарная экспертиза естественнонаучных проектов – это оценка степени гуманистической направленности естественнонаучных исследований. Ее задачи:
1. Снизить риск реализации антигуманных исследовательских экспериментов, предполагающих собой вмешательство в жизнь и здоровье человека и общества. В основе таких экспертных оценок лежит процедура сопоставления научно-исследовательского замысла с требованиями этоса науки. Некоторые из них сформулировал американский методолог Р. Мертон:
универсализм – подчинение вопросов об истинности заранее установленным безличным критериям, открытость научной карьеры для всех, независимо от расы, убеждений, политической принадлежности;
коммунизм – общая собственность всех членов общества на достижения науки;
беспристрастности и организованный скептицизм.
2. Определить перспективные направления развития науки, их общественное значение. При этом выявляются наиболее значимые достижения человеческого гения, которые отмечаются премиями.
Нобелевские премии, присуждаются согласно завещанию А. Нобеля (1833 – 1896), составленному 27 ноября 1895 г. и предусматривавшему выделение капитала на присуждение премий по пяти направлениям: физике, химии, физиологии и медицине, литературе и вкладу в дело мира во всем мире. Для этой цели в 1900 был создан Фонд Нобеля – частная, независимая, неправительственная организация с начальным капиталом 31 млн. шведских крон. Первые премии были присуждены 10 декабря 1901 г.
С 1969 г. по инициативе Шведского банка присуждаются также премии по экономике (официальное название – премии по экономике памяти Альфреда Нобеля, присваивается решением Шведской королевской академии наук), после чего правление Фонда Нобеля решило более не увеличивать количество номинаций. Премия не может быть присуждена совместно более чем трем лицам. Ррешение об этом было принято в 1968 г. Она может быть присуждена посмертно только в том случае, если претендент был жив в момент объявления о присуждении ему премии (обычно в октябре), но умер до 10 декабря текущего года (решение принято в 1974 г.).
Премии присваиваются не Фондом Нобеля, а специальными Нобелевскими комитетами по каждому направлению. Комитет состоит из пяти человек, при этом комитеты по физике, химии, экономике выбирает Шведская королевская академия наук, по физиологии и медицине – Королевский Каролинский медико-хирургический институт в Стокгольме, по премиям мира – норвежский парламент (стортинг), а по литературе – Шведская академия в Стокгольме. Правом выдвижения кандидатур обладают только отдельные лица, а не учреждения (кроме премий мира).
Премии (кроме премий мира) могут присуждаться только один раз (впрочем, в истории присуждения Нобелевской премии встречались немногочисленные исключения из этого правила). Многочисленные эксперты оценивают вклад претендента на премию. Процедуры решения по указанным пяти направлениям различны. Предложения на текущий год поступают до 1 февраля, а в октябре принимаются окончательные решения, о которых сообщается на специальной пресс-конференции в Стокгольме. Церемония вручения премий происходит 10 декабря в Копенгагене и Осло. Премии по физике, химии, физиологии и медицине, литературе и экономике вручает в Копенгагене в Концертном зале король Швеции, Нобелевская премия мира вручается председателем Норвежского нобелевского комитета в Осло в присутствии короля Норвегии и членов королевской семьи. Премия включает золотую медаль, диплом и денежное вознаграждение. Лауреаты представляют Нобелевские лекции, публикуемые в специальном издании «Нобелевские лауреаты». С 1946 г. Фонд Нобеля решением риксдага освобожден от уплаты налогов. Средства Фонда пополняются за счет доходов от инвестиционной деятельности (в США коммерческая деятельность Фонда была освобождена от налогов в 1953 г.) и благотворительных пожертвований. Первые премии в 1901 г. составляли 150 тыс. шведских крон (6,8 млн. крон в исчислении 2000 г.), затем вознаграждение было уменьшено и только в 1991 г. достигло первоначального уровня.
Заключение
1. Наука является специфическим видом деятельности, системой знаний, социальным институтом, формой общественного сознания и важнейшим элементом культуры. Она тесно связана с материальным производством, а научная картина мира является составной частью мировоззрения человека.
2. Естественные науки исследуют законы, которым подчиняются различные, тесно взаимосвязанные между собой уровни организации материального мира – микромир, макромир и мегамир. Исходным пунктом естественнонаучного исследования являются эмпирические факты. Таким образом, можно сказать, что предметом естественных наук является природа, представленная в виде эмпирических фактов.
3. В своей эволюции наука прошла несколько этапов, которые выделяются по доминированию в них определенной картины мира, идеалов и норм научного познания. Для античной науки в целом характерна теоретико-математическая модель. Начиная с эпохи Возрождения она сменилась экспериментально-теоретической. Современная наука отличается тесной связью с практикой, становится непосредственной производительной силой, в ней усиливаются ценностные, гуманистические приоритеты. Смена парадигм научного познания сопровождается научной революцией.