Теория как основа научного исследования

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". 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 случаем. 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". 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.