Типология теорий

Содержание

 

Введение

1. Теория как основа научного исследования

2. Типология научных теорий

3. Основные типы научных теорий как элементы современных научных систем

Заключение

Список использованной литературы

 

Введение

 

Современная наука всегда опирается на фактические данные. Углубляющаяся междисциплинарная интеграция позволила обеспечить богатым фактическим материалом даже традиционно гуманитарные науки, такие как философия и культурология. Однако иногда это способствует переоценке значение эмпирического уровня познания и недооценке уровня теоретического.

Говоря о важнейшей роли фактов в развитии науки, В.И. Вернадский писал: "Научные факты составляют главное содержание научного знания и научной работы. Они, если правильно установлены, бесспорны и общеобязательны. Наряду с ними могут быть выделены системы определенных научных фактов, основной формой которых являются эмпирические обобщения. Это тот основной фонд науки, научных фактов, их классификаций и эмпирических обобщений, который по своей достоверности не может вызвать сомнений и резко отличает науку от философии и религии. Ни философия, ни религия таких фактов и обобщений не создают"ã

Однако не стоит забывать, что не следует "гнаться" за бесконечным числом фактов, а, собрав определенное их количество, необходимо в любом случае включить собранную систему фактов в какую-то концептуальную систему, чтобы придать им смысл и значение. Ученый не вслепую ищет факты, а всегда руководствуется при этом определенными целями, задачами, идеями и т.п. Таким образом, эмпирический опыт как часть научного познания не может быть слепым: он планируется, конструируется теорией, а факты всегда так или иначе теоретически нагружены. Поэтому исходный пункт, начало науки - это, строго говоря, не сами по себе предметы, не голые факты (даже в их совокупности), а теоретические схемы, "концептуальные каркасы действительности". Они состоят из абстрактных объектов ("идеальных конструктов") разного рода - постулаты, принципы, определения, концептуальные модели и т.п.

Как в этой связи отмечал А. Уайтхед, научное познание представляет собой соединение двух слоев. Один слой складывается из непосредственных данных, полученных конкретными наблюдениями. Другой представлен нашим общим способом постижения мира. Согласно К. Попперу, абсурдом является вера в то, что мы можем начать научное исследование с "чистых наблюдений", не имея "чего-то похожего на теорию". Поэтому некоторая концептуальная точка зрения совершенно необходима. Наивные же попытки обойтись без нее могут, по его мнению, только привести к самообману и к некритическому использованию какой-то неосознанной точки зрения. Даже тщательная проверка наших идей опытом сама в свою очередь, считает Поппер, вдохновляется идеями: эксперимент представляет собой планируемое действие, каждый шаг которого направляется теорией.

Исходя из вышеизложенного, мы "делаем" наш опыт. Именно теоретик указывает путь экспериментатору, причем теория господствует над экспериментальной работой от ее первоначального плана и до ее последних штрихов в лаборатории. Соответственно не может быть и "чистого языка наблюдений", так как все языки "пронизаны теориями", а голые факты, взятые вне и помимо "концептуальных очков", не являются основой теории.

Таким образом, так как теория является началом и завершающей точкой научного исследования, возникает необходимость определить теорию как научный феномен и выделить основные типы теорий, так или иначе используемых в научных исследованиях.

1. Теория как основа научного исследования

Теоретический уровень научного познания характеризуется преобладанием рационального момента - понятий, теорий, законов и других форм мышления и "мыслительных операций". Живое созерцание, чувственное познание здесь не устраняется, а становится подчиненным аспектом познавательного процесса. Теоретическое познание отражает явления и процессы со стороны их универсальных внутренних связей и закономерностей, постигаемых путем рациональной обработки данных эмпирического знания. Эта обработка осуществляется с помощью систем абстракций "высшего порядка" - таких как понятия, умозаключения, законы, категории, принципы и др.

На основе эмпирических данных здесь происходит мысленное объединение исследуемых объектов, постижение их сущности, "внутреннего движения", законов их существования, составляющих основное содержание теорий - "квинтэссенции" знания на данном уровне. Важнейшая задача теоретического знания - достижение объективной истины во всей ее конкретности и полноте содержания. При этом особенно широко используются такие познавательные приемы и средства, как абстрагирование - отвлечение от ряда свойств и отношений предметов, идеализация - процесс создания чисто мысленных предметов ("точка", "идеальный газ" и т.п.), синтез - объединение полученных в результате анализа элементов в систему, дедукция - движение познания от общего к частному, восхождение от абстрактного к конкретному и др. Присутствие в познании идеализаций служит показателем развитости теоретического знания как набора определенных идеальных моделей.

Характерной чертой теоретического познания является его направленность на себя, внутринаучная рефлексия, т.е. исследование самого процесса познания, его форм, приемов, методов, понятийного аппарата и т.д. На основе теоретического объяснения и познанных законов осуществляется предсказание, научное предвидение будущего.

Рассматривая теоретическое познание как высшую и наиболее развитую форму познания, следует, прежде всего, определить его структурные компоненты. К числу основных из них относятся проблема, гипотеза, теория и закон, выступающие вместе с тем как формы, "узловые моменты" построения и развития знания на теоретическом его уровне.

Проблема - форма теоретического знания, содержанием которой является то, что еще не познано человеком, но что нужно познать. Иначе говоря, это знание о незнании, вопрос, возникший в ходе познания и требующий ответа. Проблема не есть застывшая форма знания, а процесс, включающий два основных момента (этапа движения познания) - ее постановку и решение. Правильное выведение проблемного знания из предшествующих фактов и обобщений, умение верно поставить проблему - необходимая предпосылка ее успешного решения.

"Формулировка проблемы часто более существенна, чем ее разрешение, которое может быть делом лишь математического или экспериментального искусства. Постановка новых вопросов, развитие новых возможностей, рассмотрение старых проблем под новым углом зрения требуют творческого воображения и отражают действительный успех в науке"ã.

Научные проблемы следует отличать от ненаучных (псевдопроблем), например, проблема создания вечного двигателя. Решение какой-либо конкретной проблемы есть существенный момент развития знания, в ходе которого возникают новые проблемы, а также выдвигаются те или иные концептуальные идеи, в том числе и гипотезы. Наряду с теоретическими, существуют и практические проблемы.

Гипотеза - форма теоретического знания, содержащая предположение, сформулированное на основе ряда фактов, истинное значение которого неопределенно и нуждается в доказательстве. Гипотетическое знание носит вероятный, а не достоверный характер и требует проверки, обоснования. В ходе доказательства выдвинутых гипотез: а) одни из них становятся истинной теорией, б) другие видоизменяются, уточняются и конкретизируются, в) третьи отбрасываются, превращаются в заблуждения, если проверка дает отрицательный результат. Выдвижение новой гипотезы, как правило, опирается на результаты проверки старой, даже в том случае, если эти результаты были отрицательными.

Так, например, выдвинутая Планком квантовая гипотеза после проверки стала научной теорией, а гипотезы о существовании "теплорода", "флогистона", "эфира" и др., не найдя подтверждения, были опровергнуты, перешли в заблуждения. Стадию гипотезы прошли и открытый Д. И. Менделеевым периодический закон, и теория Дарвина, и др. Велика роль гипотез в современной астрофизике, геологии и других науках, которые окружены "лесом гипотез".

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: а) не противоречить данным опыта, фактам; б) быть проверяемой на имеющемся опытном материале; в) отличаться "естественностью", т.е. "логической простотой" предпосылок (основных понятий и основных соотношений между ними; г) 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; д) не являться логически произвольно выбранной среди приблизительно равноценных и аналогично построенных теорий (в таком случае она представляется наиболее ценной); е) отличаться изяществом и красотой, гармоничностью; ж) характеризоваться многообразием предметов, которые она связывает в целостную систему абстракций; з) иметь широкую область своего применения с учетом того, что в рамках применимости ее основных понятий она никогда не будет опровергнута; и) указывать путь создания новой, более общей теории, в рамках которой она сама остается предельным случаемã.

Любая теоретическая система, как показал К. Поппер, должна удовлетворять двум основным требованиям: а) непротиворечивости (т.е. не нарушать соответствующий закон формальной логики) и фальсифицируемости - опровержимости, б) опытной экспериментальной проверяемости. Поппер сравнивал теорию с сетями, предназначенными улавливать то, что мы называем реальным миром для осознания, объяснения и овладения им. Истинная теория должна, во-первых, соответствовать всем (а не некоторым) реальным фактам, а во-вторых, следствия теории должны удовлетворять требованиям практики. Теория, по Попперу, есть инструмент, проверка которого осуществляется в ходе его применения и о пригодности которого судят по результатам такого применения.

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:

1) Исходные основания - фундаментальные понятия, принципы, законы, уравнения, аксиомы и т.п.

2) Идеализированный объект - абстрактная модель существенных свойств и связей изучаемых предметов (например, "абсолютно черное тело", "идеальный газ" и т.п.).

3) Логика теории - совокупность определенных правил и способов доказательства, нацеленных на прояснение структуры и изменения знания.

4) Философские установки, социокультурные и ценностные факторы.

5) 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 ("идеальный тип"), 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"ã.

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.

Ученый, сталкивающийся в своей деятельности с проблемой построения теорий, может также столкнутся с проблемой выбора теории – ведь эмпирический и теоретический уровни знания тесно переплетаются и для планирования эксперимента уже необходимы теоретические основания.

Как считает К. Поппер, важную роль при выборе теорий играет степень их проверяемости: чем она выше, тем больше шансов выбрать хорошую и надежную теорию. Так называемый "критерий относительной приемлемости", согласно Попперу, отдает предпочтение той теории, которая: а) сообщает наибольшее количество информации, т.е. имеет более глубокое содержание; б) является логически более строгой; в) обладает большей объяснительной и предсказательной силой; г) может быть более точно проверена посредством сравнения предсказанных фактов с наблюдениями. Иначе говоря, резюмирует Поппер, мы выбираем ту теорию, которая наилучшим образом выдерживает конкуренцию с другими теориями и в ходе естественного отбора оказывается наиболее пригодной к выживанию.

2.Типология научных теорий

Многообразию форм идеализации и соответственно типов идеализированных объектов соответствует и многообразие видов (типов) теорий, которые могут быть классифицированы по разным основаниям (критериям). В зависимости от этого могут быть выделены теории: описательные, математические, дедуктивные и индуктивные, фундаментальные и прикладные, формальные и содержательные, "открытые" и "закрытые", объясняющие и описывающие (феноменологические), физические, химические, социологические, психологические и т.д.

Для современной (постнеклассической) науки характерны усиливающаяся математизация ее теорий (особенно естественнонаучных) и возрастающий уровень их абстрактности и сложности. Эта особенность современного естествознания привела к тому, что работа с его новыми теориями из-за высокого уровня абстрактности вводимых в них понятий превратилась в новый и своеобразный вид деятельности. В этой связи некоторые ученые говорят, в частности, об угрозе превращения теоретической физики в математическую теорию.

В современной науке резко возросло значение вычислительной математики (ставшей самостоятельной ветвью математики), так как ответ на поставленную задачу часто требуется дать в числовой форме. В настоящее время важнейшим инструментом научно-технического прогресса становится математическое моделирование. Его сущность - замена исходного объекта соответствующей математической моделью и в дальнейшем ее изучение, экспериментирование с нею на ЭВМ и с помощью вычислительных алгоритмов.

Общая структура теории специфически выражается в разных типах (видах) теорий. Так, математические теории характеризуются высокой степенью абстрактности. Они опираются на теорию множеств как на свой фундамент. Решающее значение во всех построениях математики имеет дедукция. Доминирующую роль в построении математических теорий играют аксиоматический и гипотетико-дедуктивный методы, а также формализация.

Многие математические теории возникают за счет комбинации, синтеза нескольких основных, или порождающих, структур. Потребности науки (в том числе и самой математики) привели в последнее время к появлению целого ряда новых математических дисциплин: теория графов, теория игр, теория информации, дискретная математика, теория оптимального управления и др. В последние годы все чаще обращаются к сравнительно недавно возникшей алгебраической теории категорий, рассматривая ее как новый фундамент для всей математики.

Теории опытных (эмпирических) наук - физики, химии, биологии, социологии, истории - по глубине проникновения в сущность изучаемых явлений можно разделить на два больших класса: феноменологические и нефеноменологические.

Феноменологические (их называют также описательными, эмпирическими) описывают наблюдаемые в опыте свойства и величины предметов и процессов, но не вникают глубоко в их внутренние механизмы (например, геометрическая оптика, термодинамика, многие педагогические, психологические и социологические теории и др.). Такие теории не анализируют природу исследуемых явлений и поэтому не используют сколь-нибудь сложные абстрактные объекты, хотя, разумеется, в известной мере схематизируют и строят некоторые идеализации изучаемой области явлений.

Феноменологические теории решают, прежде всего, задачу упорядочивания и первичного обобщения относящихся к ним фактов. Они формулируются в обычных естественных языках с привлечением специальной терминологии соответствующей области знания и имеют по преимуществу качественный характер. С феноменологическими теориями исследователи сталкиваются, как правило, на первых ступенях развития какой-нибудь науки, когда происходит накопление, систематизация и обобщение фактологического эмпирического материала. Такие теории - вполне закономерное явление в процессе научного познания.

С развитием научного познания теории феноменологического типа уступают место нефеноменологическим (их называют также объясняющими). Они не только отображают связи между явлениями и их свойствами, но и раскрывают глубинный внутренний механизм изучаемых явлений и процессов, их необходимые взаимосвязи, существенные отношения, т.е. их законы (такова, например, физическая оптика и ряд других теорий). Наряду с наблюдаемыми эмпирическими фактами, понятиями и величинами здесь вводятся весьма сложные и ненаблюдаемые, в том числе весьма абстрактные понятия. Несомненно, что феноменологические теории благодаря своей простоте легче поддаются логическому анализу, формализации и математической обработке, чем нефеноменологические. Возможно, поэтому в физике одними из первых были аксиоматизированы такие ее разделы, как классическая механика, геометрическая оптика и термодинамика.

Одним из важных критериев, по которому можно классифицировать теории, является точность предсказаний. По этому критерию можно выделить два больших класса теорий. К первому из них относятся теории, в которых предсказание имеет достоверный характер (например, многие теории классической механики, классической физики и химии). В теориях второго класса предсказание имеет вероятностный характер, который обусловливается совокупным действием большого числа случайных факторов.

Такого рода стохастические (от греч. - догадка) теории встречаются не только в современной физике но и в большом количестве в биологии и социально-гуманитарных науках в силу специфики и сложности самого объекта их исследования. Важнейшим методом построения и развития теорий (особенно нефеноменологических) является метод восхождения от абстрактного к конкретному.

А. Эйнштейн различал в физике два основных типа теорий - конструктивные (феноменологические) и фундаментальные. Большинство физических теорий, по его мнению, является конструктивными, т.е. их задачей является построение картины сложных явлений на основе некоторых относительно простых предположений (такова, например, кинетическая теория газов). Исходным пунктом и основой фундаментальных теорий являются не гипотетические положения, а эмпирически найденные общие свойства явлений, принципы, из которых следуют математически сформулированные критерии, имеющие всеобщую применимость (такова теория относительности). В фундаментальных теориях используется не синтетический, а аналитический метод.

Современные исследователи выделяют еще полуфеноменологические теории – так, например, существующие теории элементарных частиц носят полуфеноменологический характер. В основе такой теории обязательно лежит фундаментальная теория, усложненная добавочными предположениями феноменологического характера. Яркий пример полуфеноменологических теорий – теория электрослабых взаимодействий Вайнберга - Салама – Глэшоу. Создание феноменологических и полуфеноменологических теорий является оперативной задачей теоретической физики. Однако, например А.Эйнштейн считал занятие феноменологическими теориями пустой тратой времени, так как они способствуют накоплению большого количества разрозненных фактов.

К достоинствам конструктивных теорий Эйнштейн относил их законченность, гибкость и ясность. Достоинствами фундаментальных теорий он считал их логическое совершенство и надежность исходных положений

Несмотря на то, какого бы типа теория ни была, какими бы методами она ни была построена, "всегда остается неизменным самое существенное требование к любой научной теории - теория должна соответствовать фактам... В конечном счете только опыт вынесет решающий приговор". В этом своем выводе Эйнштейн вовсе не случайно использует выражение "в конечном счете". Дело в том, что, как разъяснял он сам, в процессе развития науки наши теории становятся все более и более абстрактными, их связь с опытом (фактами, наблюдениями, экспериментами) оказывается все более сложной и опосредованной, а путь от теории к наблюдениям - длиннее, тоньше и сложнее.

Чтобы реализовать нашу постоянную конечную цель - "все лучшее и лучшее понимание реальности", надо четко представлять себе следующее объективное обстоятельство. А именно, что "к логической цепи, связывающей теорию и наблюдение, прибавляются новые звенья. Чтобы очистить путь, ведущий от теории к эксперименту, от ненужных и искусственных допущений, чтобы охватить все более обширную область фактов, мы должны делать цепь все длиннее и длиннее". При этом, добавляет Эйнштейн, чем проще и фундаментальнее становятся наши допущения, тем сложнее математическое орудие нашего рассуждения.

В. Гейзенберг считал, что научная теория должна быть непротиворечивой (в формально-логическом смысле), обладать простотой, красотой, компактностью, определенной (всегда ограниченной) областью своего применения, целостностью и "окончательной завершенностью". Но наиболее сильный аргумент в пользу правильности теории - ее "многократное экспериментальное подтверждение". "Решение о правильности теории оказывается, таким образом, длительным историческим процессом, за которым стоит не доказательность цепочки математических выводов, а убедительность исторического факта. Завершенная теория, так или иначе, ведь никогда не является точным отображением природы в соответствующей области, она есть некая идеализация опыта, осуществляемая с помощью понятийных оснований теории и обеспечивающая определенный успех".