Наука: функции, методы и уровни, структура

Наука выполняет следующие функции:

1) познавательную (предполагает описание, систематизацию и объяснение явлений и процессов природы), заключающуюся в проникновении в сущность вещей, в объяснение того, как устроен мир, почему он именно таков, каким мы его наблюдаем;

2) практически-действенную – участие науки в преобразовательной деятельности человека и общества;

3) мировоззренческую – внесение полученных знаний в существующую картину мира и дающая возможность сформировать научную картину мира.

Рассмотрим, как наука осуществляет объяснительную функцию. Ключевую роль в этом играют методы научного познания. «На свете есть вещи поважнее самых прекрасных открытий – это знание метода, которым они были сделаны», – утверждал немецкий философ XVII в. Г.Лейбниц. Научные методы различаются на основании того, что в структуре научно-познавательной деятельности выделяется два уровня: эмпирический и теоретический.

Задачей эмпирической познания является описание наблюдаемых в непосредственном чувственном опыте сторон и связей объектов в языке данной науки. Такое описание называется научным фактом. На этом уровне познания осуществляется сбор, накопление, классификация, обобщение фактов. Для этого используются такие методы (см. глоссарий)познания, как целенаправленное наблюдение (в том числе с помощью приборов), эксперимент (научно поставленный опыт, когда объект или воспроизводится искусственно, или ставится в искусственно созданные условия) и индуктивное обобщение – логическое умозаключение от отдельных фактов, обнаруженных в процессе наблюдения или эксперимента, к общему выводу о свойствах и отношениях объектов. Такие общие выводы называются эмпирическими законами. Таковы, например, в астрономии законы Кеплера, в физике – закон свободного падения тел Галилея, законы Ома, Фарадея, законы преломления света и множество других; в химии – законы Ломоносова-Лавуазье, Менделеева; в генетике – законы Менделя и т.д. На эмпирическом уровне познания широко используются количественные понятия и математический аппарат.

Задачей теоретического уровня познания является объяснение научных фактов: почему брошенные вверх предметы всегда падают на землю? Каков химический состав Солнца? В чем причина рака? и т.д. Чтобы ответить на такие вопросы, называемые научными задачами или проблемами, недостаточно только обобщения фактов. В дело здесь включается творческое воображение, сознательно и подсознательно накопленная информация, интуиция и огромное напряжение ума ученого (коллектива ученых).

Да и наука, в том числе естествознание, должна была созреть для глубоких теоретических обобщений. Это произошло во второй половине XIX века, когда была накоплена и систематизирована огромная масса опытного материала. Таким образом, от эмпирии к теории нет прямого перехода: теория не строится путем непосредственного индуктивного обобщения опыта.

На теоретическом уровне познания используются такие научные методы, как гипотеза (догадка, умозрительное предположение относительно решения научной задачи, истинность которого еще требуется доказать), индукция и дедукция (умозаключение от общего – постулата, аксиомы, к частным выводам), анализ (мысленное разложение целого на составные части) и синтез (мысленное воссоединение целого из частей) и др. Ключевым для решения проблем в современной науке является гипотетико-дедуктшиый метод. Его суть: сначала выдвигается гипотеза, которая дедуктивно развертывается в ряд более частных научных утверждений.

Так получаются основные формы теоретического знания - теоретические законы (описывают объекты, которые невозможно наблюдать: элементарные частицы, генетический код и т.д.), принципы, теории. При этом зачастую выдвигается не одна, а сразу несколько конкурирующих гипотетико-дедуктивиых систем (объяснений). В XVII веке например, конкурировали корпускулярная (И. Ньютон) и волновая (Х. Гюйгенс, О. Френель) теория света. В период построения квантовой механики конкурировали волновая механика де Бройля-Шредиигера и матричная механика В. Гейзенберга и т.д.

При всех различиях, между эмпирическим и теоретическим познанием не существует жесткой границы, они как бы проникают друг в друга: эмпирическое исследование постоянно прорывается на уровень сущности, ориентируется на определенную теорию, а теоретическое исследование, ищет подтверждения правильности своих результатов в эмпирии и, прежде всего, в научном эксперименте. Со второй половины XX века среди исследователей науки начало утверждаться мнение, что кроме рассмотренных нами двух уровней познания есть еще и третий, который находится над теоретическим уровнем и выступает в качестве общей предпосылки всей научно-исследовательской деятельности. Этот уровень понимают и называют по разному: «парадигма» (Т. Кун), «исследовательская программа» (И. Лакатос), «стиль мышления» (Ю. Сачков), «научная картина мира» и др.

Наибольшее распространение получила концепция американского историка и философа науки Т.Куна, который ввел в научный оборот понятие «парадигма» (от греческого слова «образец»). Она представляет собой не только совокупность базисных теоретических взглядов, которые дают ученым общепринятый способ объяснения, видения мира, но и методологию выполнения научных исследований, стандартов решения научных проблем. «Под парадигмой, – писал Кун, – я подразумеваю признанные всеми научные достижения, которые в течение определенного времени дают научному сообществу модель постановки проблем и их решения» [Кун, с.11]. Такими парадигмами в истории науки Кун считал, например, аристотелевскую динамику, птолемеевскую астрономию, ньютоновскую механику и т.д.

Сердцевину парадигмального знания, научной картины мира составляет фундаментальная научная теория, которая базируется на научных законах. Они представляют собой выраженную в научных понятиях существенную, необходимую, устойчивую, повторяющуюся связь явлений, т.е. всеобщий ход вещей в какой-либо области. Объяснить что-либо – значит показать, что оно вытекает из действия определенных законов. Так, Ньютон объяснил движение планет Солнечной системы, падение тел на землю, явление морских приливов и другие явления, выведя их из своего Закона всемирного тяготения; Гюйгенс объяснил явления интерференции и дифракции благодаря созданной им волновой теории света и т.д.

Учение об определяемости, в том числе причинной, философы называют детерминизмом (от латинского «определяю»). Детерминизм бывает разным. Религия объясняет все происходящее сверхъестественной причиной – божественной волей и предопределением. Библия, например, описывает мир, который создал Бог и в котором он поддерживает определенный порядок.

Наука, в противоположность религии, формирует иной образ мира. Она ищет естественные, а не сверхъестественные причины происходящих в мире событий и ничего не принимает на веру. Даже верующие в повседневной жизни ученые при проведении научных экспериментов и исследований не должны списывать некоторые загадочные явления на вмешательство Бога, вдруг приостанавливающего действие законов природы. В сфере естественнонаучного познания ученые являются стихийными или сознательными материалистами. Это значит, что они исходят из признания материального, объективно существующего мира, объясняя этот мир из него самого, из тех законов, которые в нем действуют.

Детерминизму в познании противостоит индетерминизм (от латинского «не» и «определяю») – учение о том, что имеются состояния или события, для которых не существует причинного объяснения. Тем самым отрицается закономерная обусловленность явлений в природе и обществе. Индетерминистические представления возникают обычно в условиях качественного преобразования научного знания, когда вновь обнаруженные факты невозможно объяснить, оставаясь в рамках прежней парадигмы, научной картины мира, теории.

В подобных ситуациях бывает и так, что в объяснении некоторых явлений материальная причина подменяется идеальной целью. Так возникает теология (от греческого «цель» и «учение») – учение о цели или целесообразности. Согласно этому учению, все явления в мире направлены к определенной цели, определяются ею: религия усматривает эту цель в замысле Бога о мире и человечестве; некоторые философы и ученые – в какой-то изначальной, внутренней заданности явлений и процессов, их направленности к определенной цели (энтелехия у Аристотеля, «жизненная сила» у виталистов и т.д.).

Открытие наукой нового типа законов может существенно расширить наши представления о характере причинности, а тем самым привести к новым формам детерминизма. Так случилось в естествознании конца XIX-XX веков, когда наряду с уже известными динамическими, были открыты статистические законы. В классическом естествознании XVII-XIX вв. господствовало убеждение, что все природные явления можно объяснить законами механического движения. Законы эти, в том числе закон всемирного тяготения И.Ньютона, есть типичный пример динамических законов.

Динамические законы – такие, которые позволяют однозначно выразить связь между данным и последующим (предшествующим) состоянием системы. Так, в механике, если известен закон движения тела и заданы его координаты и скорость тела, то по ним можно точно определить положение и скорость движения тела в любой другой момент времени. Легко заметить, что в мире, описываемом такими законами, все предопределено изначально, что в нем нет места случайности и неопределенности. Такое объяснение мира принято называть жестким, механистическим детерминизмом. Сила, предопределившая движение всех тел в мире – Бог, утверждал в поздний период своего творчества И. Ньютон и некоторые другие ученые-механицисты.

Со временем наука накопила много фактов, свидетельствующих, что в природе существуют такие классы явлений (броуновское движение молекул, радиоактивный распад атомов, особи в биологической популяции, люди в социальных коллективах и др.), поведение которых не может быть рассчитано на основе динамических» законов. Здесь действуют законы уже другого рода – статистические законы: для их обнаружения нужно применять методы статистики. Эти законы возникают как результат взаимодействия большого числа объектов, составляющих определенное множество, и потому характеризуют не столько поведение отдельного объекта, сколько их множества в целом.

Это происходит оттого, что на данное множество действует много самых различных факторов случайного характера, которые практически невозможно учесть и охватить. В результате, предсказание поведения отдельного элемента этого множества носит вероятностный характер; когда именно распадется тот или иной атом в процессе радиоактивного распада, какова будет продолжительность жизни данного отдельного человека и т.д. Вместе с тем, в масштабах множества этих объектов обнаруживается нечто необходимое, повторяющееся, некоторая устойчивая тенденция – закон. Например, закон радиоактивного распада, который позволяет определить, какое число атомов распадется на данное время ; законы термодинамики, в которых используются понятия «среднее число ударов», «средняя длина свободного пробега» применительно к определенному ансамблю молекул, законы демографии, которые позволяют вычислить среднюю продолжительность жизни при данных условиях и т.д. B настоящее время статистические законы получают все большее распространение и широко применяются в объяснении самых разных областей действительности, в том числе – для поведения объектов микромира. Поначалу многие ученые надеялись, что статистическая закономерности – только несовершенное, предварительное описание объективных процессов, и что ее можно будет свести к динамическим законам – законам причинного типа, отвечающим требованиям строгой научности. Но этого не произошло. В результате некоторые ученые склонились к индетерминизму (Н. Бор, В. Гейзенберг и др.). Во многом не принял статистического объяснения Эйнштейн, которому принадлежит известная фраза «Бог не играет в кости», то есть случайности нет места в природе. В настоящее время становится ясно, что нельзя отрицать, наличие причинности только на том основании, что она не описывается динамическими законами. В действительности статистические законы также выявляют причинность, но причинность иного типа – вероятностного.

Наука не является однородным образованием. Условно ее можно подразделить на три группы наук: естественные, общественные, в которых выделяется цикл гуманитарных наук (относящихся к познанию человека) и технические науки. Они различаются по своим предметам и методам. Предметом естественных наук является природа, общественных – общество, технических – конструирование и эксплуатация технических систем; Даже обращаясь к одному и тому же явлению, они изучают его под разным углом зрения. Например, человек. Естественные науки рассматривают его как биологическое существо, как часть природы, подчиняющуюся ее законам. Общественные науки изучают человека как существо социальное, духовное, как личность. Технические науки рассматривают его функционально, как составную часть единой системы «человек-техника».

Кроме того, если естественные науки стремятся к точности, объективности, отвлекаясь от всего оценочно-субъективного, т.е. субъект и объект познания здесь четко разграничены, то в общественных науках субъект частично совпадает с объектом познания (люди изучают самих себя). При этом общественная жизнь развивается гораздо более быстрыми темпами, чем природа, и отличается большей сложностью и непредсказуемостью. Познание социальных явлений не может быть абсолютно беспристрастным: в нем явно или неявно присутствуют идеологические моменты, социальные интересы. Отсюда – многозначность трактовок, оценок, языка описаний одних и тех же явлений (событий) общественной жизни. Иногда общественные науки называют еще науками о культуре, ибо изучение общества не отделено от изучения его культуры.

Такое разграничение разных областей научного знания во многом обусловило разделение некогда единого тела культуры на два пласта естественнонаучную и гуманитарную культуры. Такое положение ныне признается неудовлетворительным: отчуждение естественных и технических наук от жизненного мира человека оборачивается угрозой здоровью и жизни землян. Становится ясно, что человек – не просто сторонний наблюдатель природы, а ее неотъемлемая часть. Он не должен просто господствовать над природой, а вступать с ней в диалог, учитывать в своей деятельности не только свои интересы и потребности, но и те законы, по которым живет природа.

Единство естественнонаучной и гуманитарной культуры олицетворяет собой единство левого и правого полушария головного мозга человека. Без такого единства нет подлинно целостного миропонимания. Вспомним также пример с человеком, как объектом изучения разных видов наук: каждая из них раскрывает разные грани одного и того же явления. Отсюда следует, что только на основе интеграции разных наук – естественных, общественных (гуманитарных) и технических возможно понять любое сложное явление полнее, глубже, многостороннее.

Обратимся к практически-действенной функции науки. Научные знания уходят корнями в практический опыт. Так, астрономия возникла из потребностей мореплавания, механика – строительства, геометрия – землеустройства и т.д. Практические запросы общества создают стимулы и для развития современных научных исследований. Практика в своем историческом развитии служит, также критерием истинности научных знаний. Но связь между наукой и практикой не всегда прямолинейна и однозначна: по отношению к практике все науки делятся на фундаментальные и прикладные.

Фундаментальные науки (астрономия, теоретический физика, химия, общая биология, физиология, науки о Земле и др.) дают нам общее знание и понимание принципов строения и эволюции мира, его обширных областей. Они способствуют формированию научной картины мира, определяют перспективы ее развития. Фундаментальные они потому, что на их базе возможно развитие специальных и прикладных исследований. Эти науки в значительной степени самостоятельны по отношению к практике: они сами себе ставят задачи. Поиск истины для них имеет самоценное значение.

Прикладные науки (агрономия, зоотехника, медицина, биотехнология, технические науки и др.) – такие, которые прямо и непосредственно выходят на практику, становятся инструментом решения конкретных практических задач.

Открытия, совершенные в области фундаментальных наук со временем (когда в них накоплен запас знаний, необходимых, для решения определенных практических задач) становятся основой прикладных изысканий. Так обстояло дело с открытием естественной радиоактивности, законов наследственности и т.д. В свою очередь, практическое применение базовых научных идей уточняет их, ставит новые вопросы, стимулируя развитие фундаментальных наук.

Как видим, современное научное знание и способы его получения сложны, многообразны, структурированы по разным основаниям, Но мир науки не всегда был таким.