Структура научной теории и ее становление.

Перейдем теперь к анализу теоретического уровня познания. Здесь тоже можно выделить (с определенной долей условности) два под­уровня. Первый из них образует частные теоретические модели и за­коны, которые выступают в качестве теорий, относящихся к доста­точно ограниченной области явлений. Второй составляют развитые научные теории, включающие частные теоретические законы в каче­стве следствий, выводимых из фундаментальных законов теории.

Примерами знаний первого подуровня могут служить теоретичес­кие модели и законы, характеризующие отдельные виды механичес­кого движения: модель и закон колебания маятника (законы Гюйген­са), движения планет вокруг Солнца (законы Кеплера), свободного падения тел (законы Галилея) и др. Они были получены до того, как была построена ньютоновская механика. Сама же эта теория, обоб­щившая все предшествующие ей теоретические знания об отдельных аспектах механического движения, выступает типичным примером развитых теорий, которые относятся ко второму подуровню теорети­ческих знаний.

Своеобразной клеточкой организации теоретических знаний на каж­дом из его подуровней является двухслойная конструкция — теоретиче­ская модель и формулируемый относительно нее теоретический закон.

Например, если изучаются механические колебания тел (маятник, тело на пружине и т.д.), то, чтобы выявить закон их движения, вводят представление о материальной точке, которая периодически отклоня­ется от положения равновесия и вновь возвращается в это положение. Само это представление имеет смысл только тогда, когда зафиксиро­вана система отсчета. А это второй теоретический конструкт, фигури­рующий в теории колебаний. Он соответствует идеализированному представлению физической лаборатории, снабженной часами и ли­нейками. Наконец, для выявления закона колебаний необходим еще один абстрактный объект — квазиупругая сила, которая вводится по признаку: приводить в движение материальную точку, возвращая ее к положению равновесия.

Система перечисленных абстрактных объектов (материальная точ­ка, система отсчета, квазиупругая сила) образует модель малых коле­баний (называемую в физике осциллятором). Исследуя свойства этой модели и выражая отношения образующих ее объектов на языке мате­матики, получают формулу, которая является законом малых колебаний.

Этот закон непосредственно относится к теоретической модели, описывая связи и отношения образующих ее абстрактных объектов. Но поскольку модель может быть обоснована как выражение сущности реальных процессов колебания тел, постольку полученный закон можно применить ко всем подобным ситуациям.

Теоретические модели не являются чем-то внешним по отношению к теории. Они входят в ее состав. Их следует отличать от аналоговых моделей, которые служат средством построения теории, ее своеобраз­ными строительными лесами, но целиком не включаются в созданную теорию. Например, аналоговые гидродинамические модели трубок с несжимаемой жидкостью, вихрей в упругой среде и т.д., применявши­еся при построении Максвеллом теории электромагнитного поля, бы­ли «строительными лесами», но модели, характеризующие процессы электромагнетизма как взаимосвязи электрических и магнитных по­лей в точке, зарядов и электрических токов в точке, были составной частью теории Максвелла.

Формулировка новых теоретических законов позволяет расширить возможности теоретического описания исследуемой реальности. Но для этого каждый раз нужно вводить новую систему идеализации (те­оретических конструктов), которые образуют в своих связях соответ­ствующую теоретическую схему.

Соответственно двум подуровням теоретического знания можно выделить теоретические схемы и в составе фундаментальной теории, и в составе частных теорий. В основании развитой теории это фунда­ментальная теоретическая схема, которая построена из небольшого набора базисных абстрактных объектов, конструктивно независимых друг от друга, и относительно которой формулируются фундамен­тальные теоретические законы.

Например, в ньютоновской механике ее основные законы форму­лируются относительно системы абстрактных объектов: «материаль­ная точка», «сила», «инерциальная пространственно-временная сис­тема отсчета». Связи и отношения перечисленных объектов образуют теоретическую модель механического движения, изображающую ме­ханические процессы как перемещение материальной точки по кон­тинууму точек пространства инерциальной системы отсчета с течени­ем времени и как изменение состояния движения материальной точки под действием силы.

Аналогичным образом в классической электродинамике сущность электромагнитных процессов представлена посредством теоретичес­кой модели, которая образована отношениями конструктов «электри­ческое поле в точке», «магнитное поле в точке» и «ток в точке». Выра­жением этих отношений являются фундаментальные законы теории электромагнитного поля.

Кроме фундаментальной теоретической схемы и фундаменталь­ных законов в состав развитой теории входят частные теоретические схемы и законы.

В механике это теоретические схемы и законы колебания, враще­ния тел, соударения упругих тел, движение тела в поле центральных сил и т.п. В классической электродинамике к слою частных моделей и законов, включенных в состав теории, принадлежат теоретические схемы электростатики и магнитостатики, кулоновского взаимодей­ствия зарядов, магнитного действия тока, электромагнитной индук­ции, постоянного тока и т.д.

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.

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.

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.

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.

Теории опытных (эмпирических) наук 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. 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. Наряду с наблюдаемыми эмпирическими фактами, понятиями и величинами здесь вводятся весьма сложные и ненаблюдаемые, в том числе весьма абстрактные понятия.

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. В теориях второго класса предсказание имеет вероятностный характер, который обусловливается совокупным действием большого числа случайных факторов. Важнейшим методом построения и развития теорий (особенно нефеноменологических) является метод восхождения от абстрактного к конкретному.

Таким образом, теория (независимо от своего типа) имеет следующие основные особенности:

1. Теория - это не отдельные взятые достоверные научные положения, а их совокупность, целостная органическая развивающаяся система. Объединение знания в теорию производится прежде всего самим предметом исследования, его закономерностями.

2. Не всякая совокупность положений об изучаемом предмете является теорией. Чтобы превратиться в теорию, знание должно достигнуть в своем развитии определенной степени зрелости. А именно - когда оно не просто описывает определенную совокупность фактов, но и объясняет их, т.е. когда знание вскрывает причины и закономерности явлений.

3. Для теории обязательным является обоснование, доказательство входящих в нее положений: если нет обоснований, нет и теории.

4. Теоретическое знание должно стремиться к объяснению как можно более широкого круга явлений, к непрерывному углублению знаний о них.

5. Характер теории определяет степень обоснованности ее определяющего начала, отражающего фундаментальную закономерность данного предмета.

6. Структура научных теорий содержательно "определена системной организацией идеализированных (абстрактных) объектов (теоретических конструктов). Высказывания теоретического языка непосредственно формулируются относительно теоретических конструктов и лишь опосредованно, благодаря их отношениям к внеязыковой реальности, описывают эту реальность".

7. Теория - это не только готовое, ставшее знание, но и процесс его получения, поэтому она не является "голым результатом", а должна рассматриваться вместе со своим возникновением и развитием.

К числу основных функций теории можно отнести следующие:

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. Но как из множества конкурирующих теорий выбрать хорошую?

Иначе говоря, теории современной науки создаются не просто путем индуктивного обобщения опыта, а за счет первоначального движения в поле ранее созданных идеализированных объектов, которые используются в качестве средств конструирования гипотетических моделей новой области взаимодействий. Обоснование таких моделей опытом превращает их в ядро будущей теории. "Именно теоретическое исследование, основанное на относительно самостоятельном оперировании идеализированными объектами, способно открывать новые предметные области до того, как они начинают осваиваться практикой. Теоретизация выступает своеобразным индикатором развитой науки".