1. Природа науки

Научное развитие во многом сходно с развитием в других областях деятельности человека в большей степени, чем часто предполагается, тем не менее существуют и поразительные различия. Например, мы будем, видимо, недалеки от истины, если скажем, что науки (по крайней мере перейдя определенную точку в своем развитии) развиваются не таким образом, как любая другая область культуры (что бы мы ни думали о самом понятии развития). Одной из целей книги было рассмотрение таких различий и попытка объяснить их.

Следует обратить внимание, например, на неоднократно подчеркиваемое выше отсутствие, или, как следовало бы теперь сказать, на относительный недостаток конкурирующих школ в развитых науках. Или вспомним замечания ученых относительно того, до какой степени научное сообщество зависит от уникальной в своем роде аудитории и от узкого круга их идей. Вспомним также об особой природе научного образования, о решении головоломок как цели нормальной науки и о системе ценностей, которую развивает научная группа в период кризиса и его разрешения. Ни одна из них не является характерной только для науки, но все вместе они характеризуют ее деятельность.

Относительно всех этих черт науке предстоит еще много узнать. Подчеркивая в самом начале этого дополнения необходимость изучения сообщества как структурной единицы в организации научной деятельности, я отметим необходимость пристального, и прежде всего сравнительного, изучения соответствующих сообществ в других областях. Каким образом человек избирает сообщество, каким образом сообщество отбирает человека для участия в совместной работе, будь она научной или какой-то иной? Каков процесс социализации группы и каковы отдельные его стадии? Что считает группа в целом, как коллектив, своими целями? Какие отклонения от этих общих целей будет она считать допустимыми и как она устраняет недопустимые заблуждения? Более полное понимание науки будет зависеть также и от ответов на другие вопросы. Они принадлежат к сфере, в которой требуется большая работа. Научное знание, подобно языку, по своей внутренней сути является или общим свойством группы, или ничем вообще. Чтобы понять его, мы должны понять специфические особенности групп, которые творят науку и пользуются ее плодами.

Важной закономерностью процессов развития науки принято считать единство процессов диффренциации и интеграции научного знания.

В настоящее время насчитывается не менее 15 тыс. различных научных дисциплин. Такое усложнение структуры научного знания имеет несколько причин, во-первых, в основе всей современной науки лежит аналитический подход к действительности, то есть основной прием познания это расчленение изучаемого явления на простейшие составляющие. Этот методологический прием ориентировал исследователей на подробную детализацию изучаемой действительности. Во-вторых за последние 300 лет резко возросло число объектов доступных для научного изучения, существование универсальных гениев, которые могли охватить все многообразие научного знания стало сейчас физически невозможным, человек способен познать лишь незначительную часть того что известно человечеству. Процесс формирования отдельных научных дисциплин происходил за счет отграничения предмета каждой из них от предметов других наук. Стержнем того или иного предмета исследования являются объективные законы действительности.

Подобная специализация полезна и неизбежна. Дифференциация научного знания позволяет более глубоко изучить, отдельные аспекты реальности. Она облегчает труд ученых, оказывает влияние на саму структуру научного сообщества. Данный процесс продолжается и по сей день, генетика относительно молодая наука, но в ней уже наметилось целое семейство дисциплин: эволюционная, популяционная, молекулярная. Продолжают дробиться и более старые науки, например, в химии появились квантовая химия, радиационная химия и т. д. Но в то же время дифференциация научного знания несет в себе и опасность, разложения единой научной картины мира. Отпочковавшись от системы протознания, дисциплины оказывались в изоляции друг от друга, элементы науки (отдельные научные дисциплины) становились самодовлеющими в своей автономности, естественные связи между ними нарушались, структурные взаимодействия исчезали. Это было характерно не только для отношений между крупными отраслями знания, но и внутри отраслевых рамок отдельных наук. В результате наука из целостной системы знания все больше превращалась в суммативную. Взаимное размежевание наук, дифференциация изоляционистского типа была ведущей тенденцией в сфере науки в плоть до XIX века, это привело к тому, что не смотря на большие успехи достигнутые наукой на пути прогрессирующей специализации, происходил рост рассогласования научных дисциплин. Возник кризис единства науки. Но уже в рамках классического естествознания постепенно утверждается идея принципиального единства всех явлений природы, а следовательно и отражающих их научных дисциплин, поэтому начали возникать смежные научные дисциплины например, физическая химия, биохимия. Границы проведенные между оформившимися научными дисциплинами становятся все более условными, фундаментальные науки так глубоко проникли друг в друга, что возникает проблема формирования единой науки о природе, то есть интеграции научного знания.

Термин интеграция (от лат. восстановление, восполнение), как правило используется для обозначения объединения каких-то частей в единое целое, при этом подразумевается так же преодоление дезинтегрирующих факторов ведущих к разобщенности системы, к чрезмерному росту самостоятельности элементов или частей, что должно повысить степень упорядоченности и организованности системы. сейчас этот термин уже утвердился в качестве общенаучного понятия: некоторые исследователи даже предлагают рассматривать его как философскую категорию. В основе решения проблемы интеграции научного знания лежит философский принцип единства мира. Поскольку мир един его адекватное отражение должно представлять единство; системный целостный характер природы обуславливает целостность естественнонаучного знания, в природе нет абсолютных разграничительных линий. А есть только относительно самостоятельные формы движения материи, переходящие друг в друга и составляющие звенья единой цепи движения и развития, по этому науки изучающие их могут обладать не абсолютной, а только относительной самостоятельностью.

1.                в организации исследований на стыке наук. Результатом являются «пограничные» науки, но такая интеграция возможна только между смежными дисциплинами

2.                в разработке междисциплинарных научных методов, которые могут применяться в различных науках (спектральный анализ, хроматография, компьютерный эксперимент, еще боле широкую интеграцию позволяет осуществлять применение математического метода)

3.                в поиске объединительных теорий и принципов, к которым можно было бы свести бесконечное разнообразие явлений природы (единая теория поля, глобальный эволюционный синтез в биологии, физике химии и т.д.)

4.                разработка теорий выполняющих общеметодологические функции в естествознании. В результате возникаю синтезирующие дисциплины объединяющие ряд далеко отстоящих друг от друга наук. (кибернетика, синергетика).

5.                изменении самого принципа выделения научных дисциплин. Появился новый тип проблемных наук, они по большей части становятся комплексными, привлекающими для решения одной проблемы сразу несколько дисциплин (онкология и пр.).

В настоящее время можно проследить в науке одновременно и процессы дифференциации и процессы интеграции, но последние судя по всему пересиливают, интеграция стала ведущей закономерностью развития научного прогресса. К настоящему времени в науке действует множество интегрирующих факторов, которые позволяют утверждать, что она стала целостным системным образованием, в этом отношении наука вышла из кризиса, и проблема состоит теперь в достижении еще большей организованности и упорядоченности. В современных условиях дифференциация наук уже не приводит к дальнейшему разобщению, а наоборот к их взаимному цементированию. Однако разобщение еще далеко не преодоленно, а на отдельных участках оно даже усиливается. При этом следует учитывать что интеграция и дифференциация не взаимоисключающие, а взаимодополняющие процессы[1].

2. Научный метод

Научный метод - есть такое «особое устройство», которое производит объективность и сдерживает естественное желание естествоиспытателей верить в свои идеи, часто ничего общего с истиной Природы не имеющие. История науки знает множество примеров подобных заблуждений[2].

2.1. Основные компоненты структуры научного познания. Уровни естественнонаучного познания

Одной из целей теории науки является установление структуры научного мышления, научного поиска. Научное познание включает в себя множество компонентов. Каждый из которых связан с одним из двух уровней эмпирическим или теоретическим.

Основными элементами научного знания являются:

1.               факты твердо установленные и подтвержденные в ходе наблюдений экспериментов и проверок, будучи зафиксированы принятыми в науке способами но превращаются в научный факт. Они составляют эмпирический базис науки, здесь исследователь имеет дело непосредственно с природными и социальными объектами, применяются методы наблюдения описания, измерения, эксперимента;

2.               закономерности, обобщающие группы фактов – существенные, необходимые, устойчивые и повторяющиеся связи явлений, выявляются путем абстрагирования, выведения в обобщенном виде признаков являющихся общим для многих вещей одного класса, но не как простая одинаковость, а как сущностная связь многих предметов, превращающая их в аспекты единой системы. Для этого требуются понятия, которые создаются заново или заимствуются из смежных отраслей знания. В науках которые принято называть описательными, н-р в геологии эмпирические обобщения исследование завершают, теория в этих науках представляет собой эмпирическое обобщение, построенное на чрезвычайно обширном материале

3.               теории представляющие собой системы закономерностей и описывающие некий фрагмент реальности в теории происходит перестройка эмпирического материала на основе некоторых исходных принципов, на теоретическом уровне объектом исследования являются идеализированные объекты (теоретические абстракции, математические модели и т. д., поэтому применяются аксиоматический метод, системный и структурно-функциональный анализ, математическое моделирование; Теория рассматривается как высшая форма организации научного знания, дающей целостное представление о существенных связях и отношениях в какой-либо реальности. Так как разработка теории связана, как правило, с введением понятий, фиксирующих непосредственно не наблюдаемые стороны объективной реальности, проверка истинности теории не может быть непосредственно осуществлена прямым наблюдением или экспериментом. Это приводит к тому что возникает вопрос о том право данной конкретной теории считаться научной, как доказать что она не является чистой спекуляцией Проверка гипотезы строится на несколько иных принципах, В истории науки было предложено два принципа позволяющих провести границу между научными теориями и тем, что наукой не является. 1. принцип верификации любое понятие или суждение имеет научный смысл если оно может быть сведено к эмпирически проверяемой форме, или оно само не может иметь такой формы, то эмпирическое подтверждение должны иметь ее следствия, одна принцип верификации применим ограниченно, в некоторых областях современной науки его использовать нельзя.2. Американский философ К. Поппер предложил другой принцип – принцип фальсификации, в его основе лежит тот факт, что прямое подтверждение теории часто затруднено невозможностью учесть все частные случаи ее действия, а для опровержения теории достаточно всего одного случая с ней не совпадающего, поэтому если теория сформулирована так, что ситуация в которой она будет опровергнута может существовать, то такая теория является научной. Теория неопровержимая в принципе не может быть научной

4.               научные картины мира, рисующие обобщенные образы реальности в целом, в теории допускающие взаимное согласование сведены в некое системное единство[3].

Таким образом, мы можем выделить два взаимосвязанных но самостоятельных уровня научного исследования: эмпирический и теоретический. Они различаются по предмету (во втором случае он может иметь свойства, которых нет у эмпирического объекта), средствам, методам и результатам (эмпирическое исследование завершается выведением эмпирического обобщения, теоретическое имеет целью выдвижение гипотезы и создание теории). Но, несмотря на методологическую ценность выделения эмпирического и теоретического уровней исследования, разделить их в целостном процессе познания невозможно. Невозможно так же говорить о том что какой-то из них является важнейшим ведущим для исследования. Еще на заре развития современной науки Ф. Бекон и Р. Декарт сформулировали две разнонаправленных программы развития науки: эмпирическую, основанную на принципе индукции (такой способ рассуждения при котором общий вывод делается на основе частных посылок) и рационалистическую построенную на дедукции (выведение всей системы знания из некоторых общих положений, который носят самоочевидный характер). Обе эти методологические программы в настоящее время считаются неадекватными требованиям научного исследования. Эмпиризм имеет тот недостаток, что индукция не может привести к универсальным суждениям, поскольку в большинстве ситуаций принципиально невозможно охватить все многообразие частных случаев, рационализм оказался беспомощен при изучении тех областей реальности, для которых ничего самоочевидного не существует. В наше время стандартная модель строения научного знания начинается с установления путем наблюдения и эксперимента различных фактов, если среди них можно установить некую регулярность, то можно говорить об обнаружении эмпирического закона, первичного эмпирического обобщения, если отыскиваются факты, которые не встраиваются в обнаруженную регулярность, то ученый используя свой творческий интеллект, умение мысленно перестроить известную реальность так что бы устранить противоречие. Эмпирически выявить эту новую схемы невозможно, ее необходимо сотворить умозрительно в виде гипотезы, если эта гипотеза снимает противоречие или позволяет предсказать получение новых данных, означает что она нашла подкрепление и превратилась в теорию. Такой метод принято называть гипотетико-дедуктивным[4].

2.2. Особенности современных методов научного познания. Применение научных методов в естествознании

Структура научного познания, о которой мы говорили выше, представляет собой способ научного познания или научный метод. Метод это совокупность действий, призванных помочь достижению желаемого результата. Современная наука основывается на определенной методологии – то есть совокупности используемых методов и учений о методе. Система методов научного исследования включает в себя, во-первых, методы применяемые не только в науке, но и в других отраслях знания, во-вторых, методы применяемые во всех отраслях науки и. В-третьих, методы специфические для отдельных определенных разделов науки, отдельных научных дисциплин.

Среди всеобщих методов, характерных для всех сфер человеческого познания можно выделить такие методы как:

анализ – расчленение целостного предмета на составные части (стороны признаки отношения) с целью их более глубокого изучения.

синтез – соединение ранее выделенных частей предмета в единое целое.

абстрагирование – отвлечение от ряда несущественных для данного исследования свойств и отношений с одновременным выделением интересующих нас свойств и отношений.

обобщение – прием мышления – в результате исследования, в результате которого общие свойства и признаки целого класса объектов.

индукция.

дедукция.

аналогия – прием познания при котором на основе сходства объектов по одним признакам делается заключение об их сходстве по другим.

моделирование – изучение объекта (оригинала) путем создания и исследования его копии (модели), воспроизводящей оригинал с определенной точки зрения интересующей исследователя.

классификация – разделение всех изучаемых предметов на отдельные группы в соответствии с каким-либо важным для исследователя признаком (особое значение имеет в описательных науках6 геологии, географии, некоторых разделах биологии).

Научный метод как таковой разделяется на методы используемые на каждом уровне исследования. Таким образом, выделяются эмпирические и теоретические методы.

Эмпирические методы:

наблюдение – целенаправленное восприятие явлений объективной действительности.

описание – фиксация средствами естественного или искусственного языка сведений об объектах.

измерение – сравнение объектов по каким-либо сходным свойствам или сторонам.

эксперимент – наблюдение в специально создаваемых и контролируемых условиях, он позволяет восстановить ход явления при повторении условий.

Научные методы теоретического уровня исследования:

формализация – построение абстрактно-математических моделей, раскрывающих сущность изучаемых процессов действительности.

аксиоматизацию – построение теорий на основе аксиом (утверждений доказательства истинности которых не требуются).

гипотетико-дедуктивный метод – создание систем дедуктивно связанных между собой гипотез, из которых выводятся утверждения об эмпирических фактах.

В конце XVII-XVIII веках сначала физика в исследованиях И. Ньютона, затем химия в лице Лавуазье встали на путь количественного исследования, затем то же произошло и в других естественно научных дисциплинах. Применения математики, столь же характерно для современного естествознания как применение экспериментальных методов, логическая стройность, строго дедуктивный характер построений, общеобязательность выводов математики, делали ее прекрасной опорой для естествознания. Достоинство математизации естество знания чрезвычайно многообразны. Во-первых, во многих случаях математика играет роль универсального языка естествознания, прекрасно подходящего для лаконичной и точной фиксации различных положений. Во-вторых, математика может служить источником моделей, алгоритмических схим, для связей, отношений и процессов, составляющих предмет естествознания. Разумеется любая математическая модель это своего рода упрощение, но упрощение в данном случае не тождественно огрублению, это скорее выявление сущностных особенностей объекта

На этом построен метод естественно научного исследования, который называют математической гипотезой, в ней не создают математическое описание природных объектов, а пытаются готовой математической модели подобрать соответствие в природе. Часто исходная математическая формула заимствуется из смежной и даже не смежной области знания, в нее подставляются значения, иной природы, а затем проверяют, совпадение рассчитанного и реального поведения объекта. Разумеется, применимость этого метода ограничена теми дисциплинами, которые уже накопили, достаточно богатый математический арсенал. В целом значение математики в современном естествознании невозможно переоценить, сейчас ни одна теоретическая интерпретация не считается полностью завешенной, если не удается создать математическую модель изучаемого явления. Однако не следует думать, что все естествознание может быть сведено к математике, построение формальных систем, моделей, алгоритмических схем, это только метод, одна из сторон научного поиска. Развивается наука прежде всего как содержательное, неформализованное, неалгоритмизироанное знание.

Большое значение в современной науке приобрели статистические методы, позволяющие определять средние значения характеризующие всю совокупность изучаемых явлений или предметов. Применение статистического метода не позволяет ученым предсказывать поведение отдельного индивида в совокупности, можно лишь утверждать, что он будет вести скбя определенным образом с определенной вероятностью. Статистические законы применяются только к большим совокупностям[5].