Наукова ідея і науковий закон.

Формою наукового знання є наукова ідея, яка являє собою інтуїтивне пояснення явищ без усвідомлення всієї сукупності зв'язків, на ґрунті яких робиться висновок. Вона базується на деякому знанні, але відкриває нові за­кономірності. Свою специфічну матеріалізацію ідея знаходить в гіпотезі.

Закон - це необхідне, суттєве, загальне, тривале, повторюване відно­шення між явищами. Виділяють закони часткові, які діють у обмеженій га­лузі і вивчаються окремими науками (закон Ома в електротехніці, закони генетики в біології й ін.), та загальні, універсальні, котрі вивчаються багать­ма галузями знань (закон збереження енергії, закони діалектики).

Залежно від характеру передбачень розрізняють динамічні та статистичні закони. У законах динамічного типу передбачення мають точно ви­значений, однозначний характер. Динамічні закони характеризують поведі­нку відносно ізольованих систем, які складаються з великої кількості елеме­нтів, коли можливо абстрагуватися від цілого ряду випадкових факторів. У статистичних законах передбачення носять не вірогідний, а лише ймовір­ний характер. Подібний характер передбачень зумовлений дією великої кі­лькості випадкових факторів, які мають місце у масових діях (напр., великої кількості молекул у газі, тварин у біологічній популяції, людей у соціальних колективах). Статистична закономірність виникає як результат взаємодій великої кількості елементів, які становлять колектив, і тому характеризує не стільки поведінку окремого елемента, скільки колективу в цілому. Статис­тичні закони хоча й не дають однозначних та вірогідних передбачень, але є єдино можливими при дослідженні масових явищ випадкового характеру.

Необхідно чітко розуміти специфічність та рівноправність динамічних і ста­тистичних закономірностей, неможливість зведення їх один до одного.

Гіпотеза

Гіпотеза (від грец. основа, припущення) - це наукове припущення, іс­тинність якого не визначена. Розрізняють гіпотези як структурний елемент наукової теорії і як метод розвитку наукового знання, який передбачає ви­сунення й подальшу експериментальну перевірку.

Наукова гіпотеза завжди висувається в контексті розвитку науки для розв'язання конкретної проблеми з метою пояснення нових експеримента­льних даних або усунення суперечностей теорії з негативними результатами експериментів. Висунення нової гіпотези спирається переважно на резуль­тати перевірки старої. Тому висунення гіпотези у кінцевому підсумку стає необхідним історичним і логічним етапом становлення іншої, нової гіпоте­зи.

У ході наукового дослідження використовують гіпотези, щоб поясни­ти існуючі факти та передбачити нові, невідомі. При розв'язанні однієї і тієї проблеми може бути висунуто декілька гіпотез.

Не всяке припущення може претендувати на статус наукової гіпотези.

Гіпотеза має задовольняти такі вимоги:

1)наукова гіпотеза не повинна мати суперечностей, тому що за допомогою суперечливої гіпотези можливо пояснити все що завгодно, але тому ця гіпотеза не надає нам ніякої інформації про явища певної галузі дослідження;

2)наукова гіпотеза має узгоджуватися з фактами у своїй галузі. Якщо існуюча теорія задовільно пояснює встановлені факти, то нові гіпотези, як правило, не висуваються. Гостро постає потреба нового пояснення, коли з'являються факти, які суперечать визнаним теоретичним уявленням. Вису­нуті гіпотези повинні в цьому випадку узгоджуватися з тими фактами, які суперечили старій теорії, а також і з тими фактами, які успішно пояснювала стара теорія. Тільки тоді, коли гіпотеза узгоджується з усіма фактами у сво­їй галузі, вона набуває інтересу для вчених;

3)наукова гіпотеза має узгоджуватися з теоретичним знанням. Гіпоте­за висувається у межах існуючої системи знання, й вона не повинна супере­чити прийнятим у науці теоріям і законам. Разом із тим, лише у деяких ви­падках нова гіпотеза узгоджується зі всіма визнаними законами та теоріями. Звичайно, прийняття нової гіпотези пов'язано з відмовою від деяких законів або з їх уточненням і викривленням;

4) найважливішою з вимог до наукової гіпотези є її принципова пере-вірність (верифікованість): наслідки гіпотези повинні бути безпосередньо перевірені за допомогою спостереження або експерименту.

Наукові гіпотези обґрунтовуються і перевіряються. Обгрунтованість гіпотези є необхідною умовою її застосування. Зіставлення отриманих з гі­потези наслідків із досвідом є процесом перевірки гіпотез.

Якщо наслідки не підтверджуються досвідом, то роблять висновок про неправдивість гіпотези. Головний шлях перевірки гіпотези - практика, експериментування у сполученні з логічними операціями.

Теорія

Теорія (від грец. розглядаю, досліджую) є найбільш складною і розви­нутою формою наукового знання; інші його форми - закони, класифікації, типології, первинні пояснюючі схеми, гіпотези - генетично можуть переду­вати теорії, становлячи базу її формування; з другого боку, вони входять до теорії в якості її елементів. Теорія надає цілісне уявлення про закономірнос­ті і суттєві зв'язки визначеній галузі дійсності. Теорія - це цілісна система знання, яке постійно розвивається. Тому потрібно особливу увагу приділити вивченню цього питання.

 

Модуль IІ. Методологічні, структурні, світоглядно-ціннісні засади й особливості наукового пізнання

 

Тема № 1. Структура, розвиток і зміна наукових теорій

План

1. Поняття теорії.

2. Структура наукової теорії.

3. Функції наукової теорії.

4. Розвиток наукової теорії.

5. Зміна наукових теорій.

 

Поняття теорії

Теорія (від грец. розглядаю, досліджую) є найбільш складною і розви­нутою формою наукового знання; інші його форми - закони, класифікації, типології, первинні пояснюючі схеми, гіпотези - генетично можуть переду­вати теорії, становлячи базу її формування; з другого боку, вони входять до теорії в якості її елементів. Теорія надає цілісне уявлення про закономірнос­ті і суттєві зв'язки визначеній галузі дійсності. Теорія - це цілісна система знання, яке постійна розвивається.

Якщо теоретичне мислення взагалі обов'язково супроводжує всіляку науку, то теорія в строгому змісті появляється на достатньо високих етапах розвитку науки. Перехід від емпіричної стадії науки, яка обмежується кла­сифікацією та узагальненням дослідних даних, до теоретичної стадії, коли появляються і набувають розвитку теорії у власному змісті, відбувається че­рез низку проміжних форм теоретизації, в рамках яких формуються первин­ні теоретичні конструкції. її виникнення пов'язано з можливістю побудови багаторівнених конструкцій, що розвиваються, конкретизуються та внутрі­шньо диференціюються в процесі діяльності теоретичного мислення. Роз­винута теорія являє собою не просто суму пов'язаних між собою знань, але й має механізм будування знання, внутрішнього розгортання теоретичного змісту, являє собою деяку програму досліджень; усе це і становить ціліс­ність теорії як єдиної системи знань. Подібна можливість розвитку апарату наукових абстракцій у рамках та на основі теорії робить останню могутнім засобом розв'язання фундаментальних проблем пізнання дійсності.

Структура наукової теорії

Твердження наукової теорії безпосередньо відсилають не до реальних об'єктів, а до об'єктів ідеалізованих. За своєю структурою теорія є внутрі шньо диференційована, цілісна система знання, яку характеризує логічна залежність одних елементів від інших. Із деякої сукупності тверджень і по­нять (вихідного базису теорії) можна вивести зміст теорії за визначеними методологічними принципами і правилами.

У сучасній методології науки виділяють наступні головні компоненти теорії: 1) вихідну емпіричну основу, яка складається із сукупності фактів, отриманих під час експериментів і потребуючих теоретичного з'ясування; 2) вихідну теоретичну основу - сукупність первинних допущень, постула­тів, аксіом, загальних законів теорії, які в сукупності утворюють ідеалізова­ний об'єкт теорії; 3) логіку теорії - множину припустимих у межах теорії правил висновку та доведення; 4) сукупність виведених у теорії тверджень із їх доказами, які утворюють головний масив теоретичного знання.

Методологічно головну роль у формуванні теорії відіграє складаючий її основу ідеалізований об'єкт - теоретична модель суттєвих зв'язків реаль­ності, наведених за допомогою гіпотетичних припущень та ідеалізацій. Утворення ідеалізованого об'єкта теорії є необхідним етапом формування будь-якої теорії, що здійснюється в специфічних для різних галузей знання формах. Ідеалізованим об'єктом теорії у класичній механіці є система мате­ріальних крапок, у молекулярно-кінетичній теорії - безліч замкнених у ви­значеному обсязі хаотично молекул, які стикаються й уявляються у вигляді абсолютно пружних матеріальних крапок. К. Маркс у „Капіталі" розвинув теорію вартості і проаналізував структуру капіталістичного виробництва, розробив його ідеалізований об'єкт, котрий виступав як теоретична модель капіталістичного засобу виробництва.

Ідеалізований об'єкт теорії може виступати у різних формах, припус­кати або не припускати математичний опис, мати чи не мати момент наоч­ності, але він обов'язково повинен функціонувати як конструктивний засіб розгортання всієї системи теорії. Цей об'єкт, таким чином, являє собою не тільки теоретичну модель реальності, він разом із тим неявно містить у собі визначену програму дослідження, яка реалізується в процесі розвитку тео­рії. Співвідношення елементів ідеалізованого об'єкта - як вихідні, так і по­хідні - становлять теоретичні закони, які, на відміну від емпіричних законів, формуються не безпосередньо на основі вивчених дослідних даних, а шля­хом визначених розумових дій з ідеалізованим об'єктом.

Різноманітності форм ідеалізації та типів ідеалізованих об'єктів від­повідає і різноманітність видів теорій. У теорії описового типу при розв'язанні, головним чином, визначення й упорядкування емпіричного ма­теріалу, відбудова ідеалізованого об'єкта фактично зводиться до виділення вихідної понятійної схеми. У сучасних математизованих теоріях ідеалізова­ний об'єкт виступає у вигляді математичної моделі або сукупності таких моделей. У дедуктивних теоретичних системах будування ідеалізованого об'єкта збігається з побудовою вихідного теоретичного базису.

Виділяють такі типи наукових теорій.

Описові (якісні) наукові теорії (еволюційна теорія Ч. Дарвіна, психо­аналітична теорія 3. Фрейда та ін). Вони безпосередньо описують визначену групу об'єктів, мають досить великий емпіричний базис, розв'язують за­вдання впорядкування фактів і їх пояснення. Теорії формулюються природ­ними мовами із застосуванням спеціальної термінології. Твердження теорії мають якісний характер, що визначає їх обмеженість, недостатню точність.

Математизовані наукові теорі ї (сучасні фізичні, хімічні теорії тощо), які активно використовують апарат математики. В математичній моделі конструюється особливий ідеальний об'єкт, який замішує і представляє реа­льний об'єкт. Специфіка математизаваних теорій полягає в тому, що вони легко адаптуються до різних галузей знання.

Функції наукової теорії

Теорія як цілісна система знань виконує такі функції:

а) системна функція об'єднання окремих достовірних знань у єдину,
цілісну систему;

б) пояснювальна функція - виявлення причинних та інших залежнос­
тей, зв'язків наданого явища;

в) передбачувальна функція - на ґрунті теоретичних уявлень роблять­
ся висновки про існування невідомих раніше фактів, об'єктів, їх властивос­
тей та ін.;

г) методологічна функція - на основі теорії формулюються різномані­
тні методи, засоби тощо дослідницької діяльності.

Важливу роль у розвитку теорії виконує метод теоретичного дослі­дження - мисленнсвий експеримент. Процес розгортання змісту теорії пе­редбачає максимальне виявлення можливостей, які закладені у вихідних по­силках теорії, у структурі її ідеалізованого об'єкта. В теоріях, у яких мате­матичний формалізм не набув розвитку, на перший план виходить мірку­вання, що спирається на аналіз змісту вихідних посилок теорії, на мислен-нєвий експеримент з ідеалізованими об'єктами. Поряд із цим розгортання теорії передбачає утворення нових рівнів і шарів змісту теорії на основі конкретизації теоретичного знання про реальний предмет. Це пов'язано з включенням до складу теорії нових припущень, із побудовою більш змісто­вних ідеалізованих об'єктів.

Цей процес постійно стимулюється необхідністю охоплення в межах та на основі вихідних положень теорії різноманіття емпіричного матеріалу, який стосується предмета теорії. Тому розвиток теорії не є іманентним логі­чним рухом теоретичної думки. Це активна переробка емпіричної інформа­ції і збагачення її понятійного апарату. Саме цей розвиток змісту теорії об­межує можливості логічної формалізації процесів її побудови.

Теорія може розвиватися відносно незалежно від емпіричного дослі­дження завдяки знаково-символічним операціям згідно з правилами матема­тичних або логічних формалізмів, завдяки введенню різних гіпотетичних допущень або теоретичних моделей (особливо математичних гіпотез та ма­тематичних моделей), а також шляхом мисленнєвого експерименту з ідеалі­зованими об'єктами. Подібна відносна самостійність теоретичного дослі­дження утворює важливу перевагу мислення на рівні теорії, тому що надає йому великі евристичні можливості. Але реальне функціонування і розвиток теорії в науці здійснюється в органічній єдності з емпіричним досліджен­ням. Теорія виступає як реальне знання про світ тільки тоді, коли вона діс­тає емпіричну інтерпретацію. Емпірична інтерпретація сприяє здійсненню дослідної перевірки теорії, виявленню її пояснювально-передбачальних мо­жливостей по відношенню до реальної дійсності. Як підтвердження теорії окремими емпіричними прикладами не може служити бездоганним свідчен­ням на її користь, так і суперечність окремим фактам не є підставою для відмови від неї. Але подібна суперечність дає могутній стимул до вдоскона-

лення теорії аж до перегляду й уточнення її вихідних принципів. Рішення про остаточну відмову від теорії завжди пов'язано із загальною дискредита­цією фактично основи програми досліджень і появою нової програми, яка виявляє більш широкі пояснювально-передбачальні можливості відносно сфери реальності, котру вивчає дана теорія.

Розвиток наукової теорії

У сучасній методології науки велике значення надається проблемі розвитку наукового знання, тому студент повинен розібратися в механізмі розвитку теорії та зміні старої новою.

Сутність розвитку наукової теорії полягає в тому, щоб привести її у більш повне і точне співвідношення з об'єктивною дійсністю. Це здійсню­ється різними засобами та шляхами, перш за все вдосконалюється концеп­туальний апарат теорії, уточнюються її головні поняття; вводяться нові поняття; поступово якісні поняття замінюють кількісними. Це дає можли­вість надати законам теорії більш строге і точне кількісне формулювання. Виявляються логічні зв'язки між законами теорії, з'ясовується їх взаємоза­лежність. Теорія поступово набуває стрункої дедуктивної форми. Розроб­лення концептуального апарату теорії відбувається одночасно з уточненням та вдосконаленням її ідеалізованого об'єкта, завдяки якому інтерпретуються поняття і твердження теорії.

Розроблення концептуального апарату теорії та її ідеалізованого об'єкта готує теоретичну основу для створення нових приладів й інструмен­тів. Використання нових приладів дозволяє ставити нові експерименти та уточнювати поняття і закони теорії.

Взаємовідношення теорії з фактами здійснюється у трьох напрямах. По-перше, поступово збільшується кількість фактів, з'ясованих теорією (відомі факти та передбачувані нові факти). По-друге, по мірі розвитку тео­рії відповідність її фактам набуває все більшої повноти і досконалості (спочатку якісні пояснення й передбачення заміняються кількісними). Нова теорія поступово оволодіває не узгодженими з нею фактами, перетворюючи їх на підтверджуючі приклади, надає фактам новий зміст.

Зміна наукових теорій

1. Поява аномалій. У процесі розвитку теорії кількість пояснюваль­них фактів збільшується. Розбіжність теорії з деякими фактами, як правило, розглядається як упевненість, що розвиток теорії приведе до усунення таких розбіжностей.

Поступово накопичується все більша кількість фактів, із якими не вдається впоратися, незважаючи на всі зусилля її прихильників. Якщо в пе­рший період існування теорії на ці факти вчені не звертають уваги, то чим більше розвинута теорія, тим більш різким здається її розходження з факта­ми. Частина таких розходжень усувається за допомогою допоміжних асі кос гіпотез, приєднання котрих до теорії веде до її ускладнення й до втрати ло­гічних зв'язків між окремими її частинами. Факт, який не збігається з теорі­єю та який теорією не вдається пояснити, незважаючи на неодноразові спроби вчених, називають аномальним фактом, або аномалією. Панування теорії у будь-якій науковій галузі ніколи не буває абсолютним. Завжди іс­нують ідеї та гіпотези, альтернативні по відношенню до прийнятої теорії. Ці альтернативні гіпотези надають значущості деяким із незбіжних із теорією фактам і зедуть учених до думки про те, що їх розходження з теорією не є випадковим та не може бути усунене у процесі подальшого розвитку теорії, але являє собою свідчення фундаментальної неадекватності панівної теорії.

2.Кризою називають той період у розвитку будь-якої наукової галузі, коли віра вчених у панівну теорію підірвана, коли виникає швидке зростан­ня кількості аномальних фактів., і вчені починають шукати пояснення й фак­там за межами визнаної теорії. Криза закінчується перемогою однієї з аль­тернативних гіпотез, якій удалося з успіхом пояснити деякі важливі факти та відновити перспективу для подальших наукових досліджень.

Науковою революцією у найбільш загальному змісті називають змі­ну наукових теорій, перехід учених від старої теорії до якісно нової. Прикладами наукових революцій є: перехід від геоцентричної системи Пто-лемея до геліоцентричної системи Коперніка; від фізики Аристотеля до фі­зики Галілея і Ньютона; від теорії флогістону в хімії до теорії Лавуазьє; від класичної фізики до квантової теорії тощо. Заперечення старої теорії у про­цесі наукової революції має діалектичний характер, тобто нова теорія не просто відкидає стару, але в той же час зберігає досягнення старої теорії. Факти, які були отримані на грунті старої теорії, можуть бути уточнені або інтерпретовані з точки зору нової теорії, але вони цілком не відкидаються. Поняття і закони старої теорії зберігають частину свого змісту під час пере­ходу їх у нову. Наступність наукових теорій яскраво проявляється в галузі техніки. Прилади та технічні пристрої, які були збудовані на ґрунті старої теорії, цілком приймаються новою.