Предмет и общая структура естествознания. Естественнонаучная и гуманитарная культура. Естествознание в системе науки.

По А.А. Горелову, «различия между естествен­но-научными и гуманитарными знаниями заключаются в том, что первые основаны на разделении субъекта (челове­ка) и объекта (природы, которую познает человек — субъект), при преимущественном внимании, уделяемом объекту, а вторые имеют отношение прежде всего к самому субъекту»¹¹¹.

Английский писатель Чарльз Сноу (Charles Percy Snow, Baron Snow, 1905 - 1980) в работе «Две культуры»¹¹² сформулировал альтер­нативу двух ветвей деятельности человека — научно-технической и художе­ственно-гуманитарной культур. По его мнению, они настолько раз­делены в современном мире, что представители каждой из них не понимают друг друга. В советской печати в 1960-х гг. велись очень интенсивные дискуссии между «физиками» и «лириками».

Естествознание — это раздел науки, основанный на вос­производимой эмпирической (опытной) проверке гипотез и создании теорий или эмпирических обобщений, описывающих при­родные явления.

Предмет естествознания — факты и явления, которые воспринимаются нашими органами чувств. «Задача ученого — обобщить эти факты и создать теоретическую модель, включающую законы, управляющие явлениями природы. Следует различать факты опыта, эмпирические обобщения и теории, которые формулируют законы науки. Явления, например тяготение, непосредственно даны в опыте; зако­ны науки, например закон всемирного тяготения, — вари­анты объяснения явлений. Факты науки, будучи установ­ленными, сохраняют свое постоянное значение; законы могут быть изменены в ходе развития науки, как, скажем, закон всемирного тяготения был скорректирован после со­здания теории относительности.

Значение чувств и разума в процессе нахождения исти­ны — сложный философский вопрос. В науке признается истиной то положение, которое подтверждается воспроиз­водимым опытом. Основной принцип естествознания гласит: знания о природе должны допускать эмпирическую проверку. Не в том смысле, что каждое частное утверждение должно обязательно эмпирически проверяться, а в том, что опыт в конечном счете выступает решающим аргументом приня­тия данной теории.

Естествознание в полном смысле слова общезначимо и дает «родовую» истину, т.е. истину, пригодную и принима­емую всеми людьми, поэтому оно традиционно рассматривалось в качестве эталона научной объективности»¹¹³.

Другой крупный комплекс наук — гуманитарных, — напротив, все­гда был связан с групповыми ценностями и интересами (в первую очередь – религиозными или мировоззренческими), имеющимися как у самого ученого, так и в предмете исследования. Поэтому в методологии гуманитарных наук наря­ду с объективными методами исследования приобрета­ет большое значение переживание изучаемого события, субъективное отношение к нему и т.п.

От технических наук естествознание отличается наце­ленностью на познание, а не на помощь в преобразовании мира, а от математики — тем, что исследует природные, а не знаковые системы¹¹⁴.

Основные различия между естественными, гумани­тарными и техническими науками заключаются в том, что естествознание изучает мир как он существует независимо от человека, гуманитарные науки изучают душевно-духовные аспекты, а технические — матери­альные продукты человеческой деятельности.

Однако провести четкую грань между естественными, гуманитарными и техническими науками в принципе нельзя, поскольку имеется целый ряд дисциплин, занима­ющих промежуточное положение или являющихся комп­лексными по своей сути. Так, на стыке естественных и об­щественных наук находится экономическая география, на стыке естественных и технических — бионика, а комплекс­ной дисциплиной, которая включает и естественные, и об­щественные, и технические разделы, является социальная экология.

Особый интерес в контексте проблемы соотнесения «точных» и гуманитарных наук вызывает в настоящее время вопрос субъективности в естествознании (например, эффект наблюдателя в квантовой механике).

Отдельно от трех циклов наук существует математика, которая ближе всего к естествознанию, и связь эта проявляется в том, что математические методы широко используются в естественных науках, особенно в физике¹¹⁵.

После триумфа классической механики Исаака Ньютона (Sir Isaac Newton, 1643-1727) ко­личественные методы стали применятся и в других науках. Так, Антуан Лоран Лавуазье(Antoine Laurent de Lavoisier; 1743-1794)систематически используя весы в своих опытах, заложил основы количественного химического ана­лиза. Разработка И. Ньютоном и Готфридом Лейбницем(Gottfried Wilhelm von Leibniz, 1646-1716)(независимо друг от друга) дифференциального и интегрального исчис­ления, развитие статистических методов анализа, связан­ных с познанием вероятностного характера протекания многих природных процессов, способствовали проникнове­нию математических методов в другие естественные науки.

«Все законы выводятся из опыта. Но для выражения их нужен специальный язык. Обиходный язык слишком беден, кроме того, он слишком неопределенен для выражения столь богатых содержанием точных и тонких соотношений. Таково первое основание, по которому физик не может обойтись без математики; она дает ему единственный язык, на котором он в состоянии изъясняться»¹¹⁶.

Дифференциальное и интегральное исчисление хорошо подходит для описания изменения скоростей движений, а вероятностные методы — для необратимости и создания но­вого. Все можно описать количественно, и тем не менее, ос­тается проблемой отношение математики к реальности.

По мнению одних методологов, чистая математика и логика используют доказательства, но не дают нам никакой ин­формации о мире, а только разрабатывают сред­ства его описания (по этой причине Анри Пуанкаре (Poincaré, 1854-1912) называл законы природы конвенциальными ¹¹⁷).

Однако еще Аристотель (384 – 322 до р. Х.) полагал, что число есть промежуточное между частным предметом и идеей; преподобный Иоанн Дамаскин (VII-VIIIвв.) учил о том, что математика «занимает среднее место между» познанием материального (то, что «созерцается в теле») и богословием, которому «свойственно рассматривать бестелесное и невещественное»¹¹⁸, а Галилео Галилей (Galileo Galilei, 1564-1642) считал, что Книга Природы написана языком математики, а человек, читая ее, познает мир посредством числа.

Не имея непосредственного отношения к чувственной реальности, математика не только описывает эту реальность, но и по­зволяет, как в уравнениях Дж. Максвелла (James Clerk Maxwell, 1831-1879), делать новые и неожиданные выводы о реальности из тео­рии, которая представлена в математической форме¹¹⁹.

Структура научного познания (по А.А. Горелову)¹²⁰:

Эмпирический уровень: 1-4

Теоретический уровень: 5-7

Эмпирический уровень: 8

1. Эмпирический (опытный) факт

Наблюдение. Эксперимент (реальный, мысленный, модельный).

2. Научный факт

Индукция (логическое движение от частного к общему)

3. Эмпирическое (опытное) обобщение

4. Образ

5. Гипотеза - ὑπόθεσις (греч. «основание», «предположение») недоказанное предположение, делаемое для объяснения связи явлений.

Вводятся новые понятия, величины, знаки

6. Теория –qewrja (греч. «созерцание», «рассмотрение») совокупность нескольких законов, относящихся к одной области познания.

Дедукция (логическое движение от общего к частному)

7. Следствия

Новые наблюдения, эксперименты

8. Проверка (приня­тие в случае необхо­димости дополни­тельных гипотез).

Подтвержденная на практике теория считается истин­ной (в узком, естественно-научном смысле) вплоть до того момента, когда будет предложена новая теория, лучше объясняющая известные фак­ты, а также новые данные, которые стали из­вестны уже после принятия теории и оказались противоречащими ей.

Критерии отбрасывания или принятия той или иной теории в естественных науках лучше всего описать в терминах верификации и фальсификационизма.

Принцип верификации (verification principle; от лат. verus – «истинный», facere – «делать») - критерий науки, предложенный позитивистами¹²¹, согласно которому суждение всегда должно «поддаваться проверке», чтобы быть принятым в качестве «научного». Однако введение понятия «верификация» полностью не снимало проблем установления «научности» теорий. Так, например, никогда нельзя высказывать с достоверностью универсальные суждения типа «все лебеди белые», ибо никогда невозможно знать возможные будущие случаи (один черный лебедь опровергает все логическое построение, а наличие миллионов белых никогда не доказывает его истинность на 100%).

Второй критерий - фальсифицируемости (лат. falsus – ложный) обязательно требует, чтобы теория или гипотеза не была принципиально неопровержимой. Критерий фальсифицируемости конечно не подразумевает того, что уже в момент выдвижения теории можно реально поставить эксперимент для ее проверки. Он требует лишь, чтобы возможность постановки такого эксперимента в принципе существовала. Впервые он был сформулирован австрийским философом и социологом Карлом Рэймондом Поппером (Karl Raimund Popper, 1902-1994).

Приведем указанные критерии в обобщенном виде по К. Попперу в формулировке И. Лакатоса (Lakatos Imre, настоящая фамилия Липшиц, Lipsitz; 1922-1974)), английского математика, теоретика науки венгерского происхождения: теория Т признается фальсифицированной, если и только если предложена другая теория Т ’ со следующими характеристиками:

· Т ’ предсказывает факты новые, невероятные с точки зрения Т или даже запрещаемые ею;

· все неопровергнутое содержание Т (в пределах ошибки наблюдения) присутствует в Т ’ (согласно принципу соответствия, по которому старое знание всегда преемственно соотносится с новым);

· какая-то часть добавочного содержания Т ’ подкреплена экспериментально¹²².

Таким образом, критерий разграничения (демаркации) между эмпирическими науками и всеми другими – фальсифицируемость ¹²³, характерен для теорий эмпирических (естественных) наук в отличие от остальных. В итоге у эмпирических наук «все законы или теории следует считать гипотетическими, или предположительными» ¹²⁴. Поскольку у этих наук «ни для какой теории не доказана и не может быть доказана ее истинность», то «для практических действий следует предпочесть лучше всего проверенную теорию», т.е. ту, «которая в свете нашего критического обсуждения пока что представляется наилучшей» [курсив К. Поппера]¹²⁵. Наконец, согласно К. Попперу, эмпирических науках «истина выше человеческого авторитета»¹²⁶.

Интересно, что размышляя над вопросом «как провести различие между наукой и псевдонаукой?», К. Поппер приводил в качестве примера различие между такими теориями, как общая теория относительности Эйнштейна, теории психоанализа Фрейда и Адлера и исторический материализм Маркса. В результате, применив принципы фальсификации и верификации, австрийский методолог науки пришел к следующим выводам: теория Эйнштейна научна и истинна (экспериментально подтверждается, вместе с тем, гипотетически не закрыта от опровержения), психоанализ возможно истинен, но ненаучен в строгом смысле слова (т.к. может давать верные результаты, но как теория неопровержим), марксизм ложен и ненаучен (т.к. не дает верных предсказаний и не может быть опровергнут в принципе).

К так называемым вторичным, дополнительным критериям истинности научных теорий (на том или ином этапе) относят¹²⁷:

· критерий простоты («Бритва Оккама¹²⁸» — принцип, лаконично сформулированный так: «Не следует умножать сущности сверх необходимого», т. е. изучая какое-либо явление, следует сначала попытаться объяснить его исходя из минимума внутренних причин, если же это не получилось, то подключать новые сущности);

· критерий красоты и гармонии (в первую очередь, математического аппарата);

· критерий «здравого смысла»;

· критерий «безумия» (относительно «обыденного сознания»), противоположен критерию «здравого смысла».

«Итак, наука строится из наблюдений, экспериментов, гипотез, теорий и аргументации. Наука в содержательном плане — это совокупность эмпирических обобщений и тео­рий, подтверждаемых наблюдением и экспериментом. Творческий процесс создания теорий и аргументации в их поддержку играет в науке не меньшую роль, чем наблюде­ние и эксперимент.

В целом данная структура исследований получила на­звание гипотетико-дедуктивного метода, в отличие от эмпи­рического метода, при котором имеет место только эмпири­ческий уровень исследования, и аксиоматического, при котором присутствует только теоретический уровень»¹²⁹.