Научное понятие, Формирование и функционирование научных понятий.

Научные понятия часто приходят в науку из повседневности (как, например, в физике: сила, работа и т.п.). Однако в научном контексте они приобретают специфический и уточнённый смысл. Формирование понятий в науке является не произвольным процессом, а целенаправленной деятельностью, которая должна привести к получению полноценного научного понятия.

В отличие от ненаучного употребления понятий, при котором обычно довольствуются тем минимумом содержания, которое достаточно для взаимного понимания собеседников, в науке при формировании понятия стараются зафиксировать наиболее существенные, важнейшие свойства, отношения и закономерные связи изучаемого предмета. В ходе научного познания учёные улучшают свои знания о том, что же является наиболее существенным в том или ином явлении. Поэтому представляется возможным судить о том, насколько плодотворным и полезным оказалось введение того или иного понятия. Иными словами, научная практика выступает критерием правильности научных понятий.

Формирование научных понятий — сложный процесс. В его основе лежит множество взаимосвязанных логико-методологических процедур, таких как абстрагирование, идеализация, индуктивное обобщение, мысленное конструирование, выдвижение гипотез и др. Наука стремится к такому содержанию понятий, которое было бы не просто неупорядоченной совокупностью признаков, а представляло бы собой связную логическую систему, концептуальное единство. Это, в частности, убедительно продемонстрировал Э. Кассирер. Он показал, что образование абстрактных понятий в науке идёт не путём простого «отбрасывания» несущественных признаков (с «обеднением» понятийного содержания), а опирается на некий интеллектуальный замысел. Научное понятие, по Э. Кассиреру, содержит в себе какой-либо продуктивный принцип, логический проект, т.е. некоторое порождающее отношение, которое приводит к систематическому единству класса именуемых им предметов (скажем, понятие числа опирается на определённый принцип конструирования того или иного числового ряда как концептуальной структуры1).

В естественных науках формирование понятия подчиняется важнейшему требованию операционализации. Операционализация понятия состоит в выяснении и уточнении того,какими способами возможно оперировать данным понятием и той сущностью, которая предполагается этим понятием: проверить её наличие, измерить или определить ее градации и степени, выяснить её отношения с другими сущностями. Историческим примером здесь может служить достижение Дж. Дальтона. Гипотеза атомного строения вещества была в ходу и до него, однако лишь Дальтон смог операционализировать понятие «атом», связав его с понятием атомного весам введя в науку процедуру измерения последнего. Общей тенденцией естествознания является избавление от неоперационализируемых, т.е. от неэффективных, понятий. Требование операционализации известно в разных вариантах, например как «принцип наблюдаемости», сформулированный В. Гейзенбергом. В ряде гуманитарных наук (в тех направлениях, которые используют соответствующие рационализирующие стратегии) требование операционализации тоже является важным регулятивом.

Поскольку содержание понятия оставляет широкий спектр возможностей его уточнения, то учёные пользуются определённой свободой формирования и использования научных понятий. Не следует представлять научное мышление как предписанное «школьной логикой» безукоризненно правильное оперирование точными понятиями с выверенными объёмом и содержанием. Научное познание — это творческая деятельность, которая опирается в т. ч. на интуицию и выдвижение смелых гипотез.

Так, формирование научных понятий не следует представлять себе только как процесс фиксации того, что уже известно. Часто понятия выступают инструментом исследовательского поиска. В этом случае понятия вводятся как имена гипотетических сущностей, а вопрос о существовании этих сущностей и их возможных свойствах становится научной задачей. Существование некоторых гипотетических объектов впоследствии оказывается подтверждённым (например, нейтрино, позитрон). Другие же, наоборот, могут быть впоследствии отброшены как неадекватные (скажем, теплород), но это не является свидетельством ошибочности самого метода введения гипотетических понятий. Ведь главная функция научного понятия — способствовать дальнейшему научному продвижению.

Кроме того, понятия не обязательно должны появляться в научном обиходе как сразу максимально уточнённые. История науки показывает, что неточные, предварительные понятия, фигурирующие на первых поpaх становления какой-то научной концепции, тоже стимулируют научное продвижение. Улучшение общего уровня знаний в какой-либо научной области и успех в уточнении первоначального понятия — это две стороны одного и того же процесса. Но даже при успешном продвижении остаются специфические проблемы, связанные с логическими свойствами научных понятий. Так, не стоит рассчитывать, что возможно добиться предельно ясного и полного определения в отношении любого научного понятия, особенно если это касается т.н. теоретических терминов. Как подчёркивает Р. Карнап, для теоретических терминов вообще не могут быть сформулированы такие удовлетворительные определения, как для терминов более эмпирического, наблюдаемого плана. Их определение через наблюдаемые характеристики может быть только частичным.

Формирование научного понятия часто является важнейшим событием, крупным достижением в той или иной научной области. Примером может служить ситуация в физике в первые десятилетия XIX в. В это время физика «нащупывала» понятие энергии. Считалось, что существует некий фактор, который может выступать в виде движения, электричества, теплоты, магнетизма и т.п. Считалось также, что эти формы могут переходить друг в друга. Но для того чтобы превратить эту смутную идею в научное понятие, требовалось решить ряд проблем. Прежде всего, требовалось найти общую меру этого искомого единого фактора. Неясная идея единства природных сил подогревала фантазии натурфилософов, выдвигавших различные умозрительные версии. Интеллектуальный прорыв наступил лишь в 40-е гг. XVIII в., когда с разных сторон была показана возможностьотождествить и измерить то, что содержится в различных феноменах. Наконец, в 1853 г. В. Томсон (лорд Кельвин) сформулировал окончательное определение энергии. Понятие энергии и связанный с ним закон сохранения энергии вскоре стали фундаментом естествознания.

Систематизирующий эффект понятия сказывается в том, что новое введённое в науку понятие может «элегантным» образом обобщить независимые до этого фрагменты знаний, обеспечить схождение различных областей в единую теорию. Подобный теоретический синтез всегда является крупным успехом науки.

В ходе научного продвижения изменяются и научные понятия, ведь понятие соответствует текущему, достигнутому наукой уровню знаний и представлений. Будучи результатом пройденного периода развития, понятие является концептуальной опорой и инструментом для дальнейшего движения. Рост научного знания приводит к переосмыслению содержания исходных понятий, к переопределению сферы их применимости. В итоге может потребоваться переход к новому понятию. Поэтому динамика науки включает в себя траекторию сменяющих друг друга понятий. В некотором смысле история науки есть история ее понятий.

Научный закон. Классификация научных законов.

Закон - есть существенная, необходимая, коренная связь между явлениями, предметами, свойствами и отношениями. Из этого общего определения становится понятным, что независимо от того, что все вещи и предметы как-то связаны друг с другом, но не каждая связь является закономерной.

Научные законы - это особый вид отношений между событиями, состояниями или свойствами, для которых характерно временное или пространственное постоянство. «Все тела при нагревании расширяются; все планеты вращаются вокруг солнца; все металлы электропроводны» - это эмпирические законы.

В самом общем виде закон можно определить как связь (отношение) между явлениями, процессами, которая является:

а) объективной, так как присуща прежде всего реальному миру, чувственно-предметной деятельности людей, выражает реальные отношения вещей;

б) существенной, конкретно-всеобщей. Будучи отношением существенного в движении универсума, любой закон присущ всем без исключения процессам данного класса, определенного типа и действует всегда везде, где развертываются соответствующие процессы и условия;

в) необходимой, ибо, будучи тесно связан с сущностью, закон действует и осу ной необходимостью» в соответствующих условиях;

г) внутренней, так как отражает самые глубинные связи и зависимости данной предметной области в единстве всех ее моментов и отношений в рамках некоторой целостной системы;

д) повторяющейся, устойчивой, так как «закон есть прочное (остающееся) в явлении», «идентичное в явлении», их «спокойное отражение» (Гегель). Он есть выражение некоторого постоянства определенного процесса, регулярности его протекания, одинаковости его действия в сходных условиях.

Более высоким уровнем знания являются эмпирические законы различных видов:

9. функциональные законы;

10. причинные законы;

11. структурные законы;

12. динамические законы;

статистические законы.

Научный закон — форма организации научного знания, состоящая в формулировке всеобщих утверждений о свойствах и отношениях исследуемой предметной области.

Логической формой научных законов является следующая:, где - квантор всеобщности («для всех»); х — определенная переменная, областью значения которой является некоторый неопределенно-конечный или бесконечный класс; А, В — имена для обозначения некоторых свойств или отношений; - знак импликации.

Характеристики закона:

1. Универсальность — максимальная степень общности.

2. Свойства и отношения имеют место при наличии определённых условий. Если условий для действия закона нет, то закон перестает функционировать. То есть он не является безусловным.

Пример: Утверждение «Все тела при нагревании расширяются» является законом. А утверждение «все монеты в кармане медные» не является законом, т.к. этот факт зафиксирован случайно, а не необходимо.

Научное объяснение. Виды объяснения

Объяснение является одной из функций теории и науки в целом. Объяснение представляет собой мыслительную операцию выражения сущности одного объекта через другое, через то, что известно, понятно, очевидно, ясно. Объяснение представляет собой необходимый компонент понимания любого вида деятельности.

Научное объяснение - подведение высказываний о каком-то объекте, его свойствах или отношениях под определенный научный закон, как частных случаев последнего.

Объяснение – рассуждение, посылки которого содержат информацию, достаточную для выведения из нее описания объясняемого явления. Объяснение представляет собой ответ на вопрос "Почему данное явление происходит?" Почему тело за первую секунду своего падения проходит путь длиной 8,9 метра? Чтобы объяснить это, мы ссылаемся на закон Галилея, который в общей форме описывает поведение разнообразных тел под действием силы тяжести. Если требуется объяснить сам этот закон, мы обращаемся к общей теории гравитации Ньютона. Выведя из нее закон Галилея в качестве логического следствия, мы тем самым объясняем его.

Научное объяснение должно удовлетворять требованиям адекватности (корректности) и принципиальной проверяемости. С логической точки зрения, объяснение есть выведение из посылки следствий. Объяснение осуществляется как на теоретическом, так и на эмпирическом уровнях организации научного знания.

Научное объяснение невозможно, если в его основе не лежат объективные факты и законы.

В работах, посвященных объяснению, под ним почти всегда понимается объяснение через общее утверждение, причем предполагается, что последнее должно быть не случайной общей истиной, а законом науки. Объяснение через закон науки принято называть номологическим (от греч. nomos – закон, logos – учение, понятие). Идея объяснения как подведения объясняемого явления под научный закон, начала складываться еще в XIX в. Она встречается в работах Дж. С. Милля, А. Пуанкаре, П. Дюэма и др. Четкую формулировку номологической модели научного объяснения в современной методологии науки обычно связывают с именами К. Поппера и К. Гемпеля. В основе этой модели лежит следующая схема рассуждения.

Для всякого объекта верно, что если он имеет свойство 5, то он имеет свойство Р. Данный объект А имеет свойство S. Следовательно, А имеет свойство Р.

Например, нить, к которой подвешен груз в 2 кг, разрывается. Нам известно общее положение, которое можно считать законом: "Для каждой нити верно, что если она нагружена выше предела своей прочности, она разрывается". Нам известно также, что данная конкретная нить нагружена выше предела ее прочности, т.е. истинно единичное утверждение "Данная нить нагружена выше предела ее прочности". Из общего утверждения, говорящего обо всех нитях, и единичного утверждения, описывающего существующую ситуацию, мы делаем вывод: "Данная нить разрывается".

Номологическое объяснение связывает объясняемое событие с другими событиями и указывает на закономерный и необходимый характер этой связи. Если используемые в объяснении законы являются истинными и условия их действия реально существуют, то объясняемое событие должно иметь место и является в этом смысле необходимым.

Далеко не все объяснения, которые предлагает наука, являются объяснениями на основе уже известного научного закона. Наука постоянно расширяет область исследуемых объектов и их связей. На первых порах изучения новых объектов речь идет не столько об открытии тех универсальных законов природы или общества, действие которых распространяется на эти объекты, сколько об обнаружении тех причинно-следственных связей, в которых они находятся с другими объектами. Вряд ли есть основания утверждать, что каждая научная дисциплина, независимо от ее своеобразия и уровня развития, дает исключительно объяснения, опирающиеся на законы. История, лингвистика, психология, политология и другие подобные науки не устанавливают, как можно думать, никаких законов; социология, экономическая наука и ряд других, если и формулируют какие-то обобщения, то явно отличные от естественно-научных законов. Очевидно вместе с тем, что все указанные науки способны давать причинные объяснение исследуемых ими явлений.

Существует несколько моделей научного объяснения: