Проблемы диалектики развития научных теорий

Важнейшими компонентами содержания научной теории являются: эмпирический материал (научные факты); основополагающие принципы, законы и совокупность следствий и приложений теории. Диалектика развития и обоснования научной теории — это и есть диалектика взаимосвязи данных элементов. На начальной стадии развития любой науки происходит накопление и анализ фактического материала, который приводит к установлению отдельных обобщении, выдвижению гипотез, открытию законов¹¹. Дальнейший прогресс науки характеризуется не только приведением в систему результатов ранее полученного знания, но и введением новых понятий и принципов, открытием фундаментальных общих законов. В результате на более зрелой стадии наука превращается в систему теорий, в рамках которой происходит последующий синтез научного знания.

В логическом плане теория структурно охватывает нее основополагающие принципы (или основные законы), правила ввода новых знаний, правила интерпретации (или соотнесение теоретических знаний с эмпирическими), выводные теоретические знания, совокупность объясненных и предсказуемых с ее помощью эмпирических фактов. Если в содержательном плане базисом теории являются научные факты, то в логическом таким базисом оказываются ее общие положения, по отношению к которым остальные знания этой теории выступают в качестве ее собственных выводов. В итоге принципы и факты в содержательном и логическом аспектах выступают как противоположности по их функциям, причем переход от содержательного аспекта к формально-логическому означает вместе с тем как бы перевертывание противоположностей, их переход друг в друга.

В этом и проявляется диалектика развития теоретического знания. Теория развита настолько, насколько относящиеся к ее предмету знания представлены в аксиоматической форме как выводные из немногих основных посылок, В то же время развитие теории вызывает потребность ввода в нее новых понятий и эмпирически устанавливаемых величин, не поддающихся выведению из основных посылок данной теории. Содержание ее тем богаче, чем больше таких знаний и положений она включает, чем шире и разнообразнее область ее применения.

Независимо от того, в какой степени аксиоматизирована та или иная теория, она выполняет ряд обязательных для нее функций: информативную (она есть концентрация информации об объекте, которая относится и к ее предмету), систематизирующую (соединение множества знаний в единую систему и согласование со всеми накопленными знаниями), прогностическую (предсказание новых явлений, в том числе практически полезных), объяснительную и практическую (способность повышать тем или иным способом эффективность общественной практики)¹².

При этом если в содержательном отношении теория и есть метод решения множества познавательных и практических задач, то в формальном — теория (посылки) и метод (способ получения новых знаний) выступают одновременно и как нечто взаимосвязанное, и внешнее друг к другу. Для теоретика и экспериментатора методы их познавательной деятельности различны и даже противоположны: теоретик стремится к максимальной развитости теории, к усилению ее дедуктивной мощи, эмпирик — к повышению ее содержательного богатства. Каждый из них развивает теорию в своем направлений, кажущемся противоположным другому. Возникающие при этом противоречия разрешаются переходом одной противоположности в другую, связывающую воедино труд экспериментатора и теоретика. В обращении науки к практике эта противоречивость развития теории снимается путем включения в нее и эмпирического, и теоретического материала, а также обращением теории к практическим задачам и потребностям.

Причины, под влиянием которых происходит развитие теорий, можно подразделить на внешние и внутренние. К внешним причинам относятся: потребности других наук, форм общественного сознания, общественно-исторической практики, которые ставят перед наукой определенные задачи, стимулируют и направляют научные поиски, а также новые факты, не поддающиеся объяснению с точки зрения существующей теории. Внутренние причины — это противоречия в самой теории или проблемы, связанные с внутренней логикой развития теоретической системы данной отрасли знания, обусловленные выполнением ею своих функций. И внешние и внутренние причины могут быть источниками проблемных (поисковых) ситуаций, возникающих в науке. Так, переход от классической теории эволюции Дарвина к современной синтетической теории эволюции предполагает широкую интеграцию многих теоретических систем биологии вокруг учения Ч.Дарвина.

Развитие теоретических знаний демонстрирует действие всех законов диалектики. Так, закон перехода количественных изменений в качественные в развитии теории выступает как закон формирования ее новых качественных характеристик, возникших в результате количественных изменений. Существуют пределы накопления нового эмпирического материала, в которых научная теория не претерпевает существенных изменений, связанных с ломкой ее основных понятий, принципов. В этих пределах она сохраняет свою стабильность и качественную определенность. Но на известных этапах развития возникает потребность ее коренной перестройки, создания новой теории.

Примерами качественных скачков в развитии научной теории могут служить создание теории клеточного строения организмов Шлейдена и Швана, теории естественного отбора Ч.Дарвина, открытие закона сохранения и превращения энергии, периодического закона химических элементов Д.И.Менделеева, теории химического строения А.М.Бутлерова, рефлекторной теории Сеченова — Павлова. Каждая из этих теорий была качественным скачком и завершала определенный исторический этап развития теоретических представлений в определенной области знаний.

При этом важно отметить, что каждая функция теории по-разному «чувствительна» к предельным возможностям старой теории. Так, П.Лаплас, исходя из ньютоновской теории всемирного тяготения и законов классической механики, теоретически предсказывал возможность гравитационного коллапса, однако неправильное определение механизма и параметров этого явления ограничивало информативные возможности теории в поиске таких коллапсирующих объектов. Классическая физика позволяла дать формальное объяснение результатам опыта Майкельсона — Морли ценой сохранения внутренней логической противоречивости теории, т.е. ценой невыполнения ею систематизаторской функции. Невыполнение той или иной функции теорией может быть как следствием ее относительной неразвитости, так и сигналом того, что она достигает пределов своей применимости.

Закон единства и борьбы противоположностей в развитии научной теории проявляется в том, что развитие научного познания совершается через преодоление и разрешение противоречий. В развитии научного знания всегда обнаруживается борьба двух тенденций — стремления изменить старые теории на основе новых фактов и гипотез и желания сохранить ее фундаментальные положения.

Особое место среди противоречий в развитии теории снимает борьба подтверждений и опровержений ее в ходе накопления нового эмпирического материала и повышения ее развитости. С одной стороны, повышение дедуктивной мощи теории, объяснение все новых охватываемых ею знаний с помощью содержащихся в ней выводов, а вместе с этим и возрастание эффективности ее прогностической и объяснительной функций усиливают ее подтверждаемость. С другой стороны, непрерывное накопление нового эмпирического материала, потребность во вводе в теорию независимым от нее образом все новых понятий и эмпирически установленных фактов, возникновение на этой базе внутренних рассогласований, неверных или сомнительных предсказаний демонстрируют ее опровержимость. В течение длительного времени может отсутствовать перевес опровержений и подтверждений и вопрос об истинности такой теории, оставаясь открытым, может порождать борьбу мнений ее сторонников и противников (по крайней мере до тех пор, пока новая теория не получит более ярких подтверждений, чем прежняя).

Таким образом, противоречие, возникшее на основе действия одной из функций теории (чаще всего систематизаторской) как внутреннее, выступает в качестве источника дальнейшего развития науки, перерастая во внешнее, и становится движущей силой этого развития, ускоряя формирование новой теории и ее размежевание со старой.

Примеры подобных ситуаций можно привести из физической науки¹³, биологии и медицины¹⁴. Наличие такого рода противоречий отнюдь не свидетельствует о кризисе науки, ибо в этом противоречии заключается важнейший источник ее развития¹⁵.

Закон отрицания отрицания позволяет правильно понять поступательный, спиралевидный характер развития научной теории, его преемственность. Сколь своеобразными ни были бы пути формирования нового теоретического знания последнее всегда выступает как диалектическое отрицание либо в рамках старой теории, либо по отношению к старой теории. Во втором случае оно неизбежно отрицает старое знание с удержанием его положительного содержания и преобразованием формы. Так, механика Галилея — Ньютона не только отрицала перипатетическую механику вследствие признания инерциального движения и зависимости величины силы от ускорения (а не скорости), отказа от прежнего истолкования баллистики, смены его на противоположное, но и полностью сохраняла достижения статики — ядро старой механики, а также теорию простых машин и механизмов как ее приложение.

Правильное и своевременное выявление отрицания ускоряет процесс формирования нового знания. Так, определение Эйнштейном понятия одновременности как того, что именно отрицается новой, физикой, позволило физикам глубже понять суть происходящих в этой науке изменений и ускорило процесс преобразований в ней, удержав их в то же время от крайнего нигилизма по отношению к старой, классической физике.

Одновременно с этим в той или иной науке прослеживается развитие сквозных для ее эволюции парных взаимопротивоположных идей, каждая из которых периодически оказывается в центре внимания ученых, давая новые стимулы научному поиску. Такими идеями в физике выступают, например, идеи прерывности и непрерывности, в изучении сознания — нейрофизиологические и психологические начала, в медицине — нормология и патология и т.д. Возвращение к той же самой идее всякий раз выступает как якобы повторение пройденного, но на качественно ином этапе. Обращение к идее сложности атома в начале XX в. было лишь по форме повторением интереса к этой идее ученых первой половины XIX в.

Научные теории могут отличаться друг от друга различными признаками, главными из которых в содержательном плане являются объект и предмет исследования. В качестве основного объекта теории выступает та или иная форма движения определенным образом организованной материи со свойственными ей законами. Теория, отражающая такого рода объект, выступает в качестве фундаментальной для множества других теорий, исследующих те или иные фрагменты, стороны, проявления изучаемого объекта и углубляющих основную теорию. I) то же время эти последние теории могут стать либо фундаментальными, либо приложениями к фундаментальным теориям, конкретизирующими ее применительно к особым случаям или проявлениям объекта.

Самостоятельное развитие теорий, углубляющих основную, может достигать такого уровня, когда их система полностью замещает. основную теорию. Например в физике такими теориями являются механика, статистическая физика, электромагнитная теория, квантовая механика, теория относительности, релятивистская теория поля, физика процессов высоких энергий («теория элементарных частиц»). В других науках, например в химии и геологии, основная и углубляющие ее теории сосуществуют, взаимно дополняя друг друга. Дальнейшая дифференциация теоретического знания может сопровождаться как выделением еще более дробных фрагментов основного объекта (например, физика непрерывных сред — акустика — гидроакустика; астрофизика — физика Солнца — космогония — теория Юпитера и т.д.), так и исследованием отдельных сторон и проявлений этого объекта на основе теорий, различающихся своим предметом. Так, можно говорить о теории упругости в общей физике или теории сопротивления материалов в физике твердого тела, об этнографии, археологии, языкознании в рамках исследований социальной формы движения материи и т.д.

Ту же совокупность теорий можно классифицировать и в логическом аспекте по соответствующим критериям — характеру логической структуры, методам построения теории, степени ее логической развитости.

В связи с этим можно выделить четыре типа теорий.

1. Эмпирически (описательные) теории. Обычно они содержат массу эмпирического материала, а их основный положения представляют собой эмпирические обобщения. К числу подобных теорий относится большинства теорий биологии и медицины.

2. Гипотетико-дедуктивные теории естествознания. В теориях этого типа достаточно четко выделяются массивы базисного и выводного знания. Однако в базисное знание входят эмпирические обобщения, а выводы имеют ограниченно-предсказательную силу и требуют вспомогательных эмпирических определений. Примерами теории такого типа являются классическая химия, современная геология.

3. Аксиоматизированные содержательные теории. Все компоненты логической структуры теории четко выделены, исходные принципы и определения (базис теорий) немногочисленны; выводы имеют строгий дедуктивный характер и могут быть осуществлены без непосредственного обращения к эмпирии. Однако конкретность их объекта при его неисчерпаемости делает такие теории зависимыми от эмпирии, способной обнаружить новые, неучтенные свойства объекта. Примерами теорий этого тина являются классическая статистическая физика, квантовая механика, теория поля, теория относительности.

4. Формализованные теории (математика, логика). В отличие от теорий предшествующего типа они не привязаны в области эмпирии к одному конкретному объекту или типу объектов и потому допускают самые разнообразные интерпретации. Соответственно и обнаружение новых свойств у конкретных объектов не требует преобразования этих теорий, что определяет их относительную самостоятельность от конкретных условий познания.

Независимо от типа любая теория возникает как закономерный результат развития научного познания и на определенном этапе испытывает потребность в качественной перестройке. Эта потребность непосредственно связана с функциями, которые выполняет теория в научном познании; она возникает там, где старая теория перестает удовлетворительно «функционировать».

Рассмотрим это на примере прогностической и объяснительной функций.

Под объяснением в самом общем смысле слова понимается сведение неизвестного к известному. Однако смысл того, что понимать под известным, менялся в ходе истории науки. Так, в XVIII — первой половинеXIX в.под известным понимали законы механического движения, а сведение к известному означало механистическое истолкование, имеющее высокий уровень наглядности. В период революции в физике до 30-х годов нашего столетия наглядность и механицизм перестали быть нормами объяснения, оставалось требование истолковать новое явление в духе принципов классической физики. И наши дни это требование еще более смягчается, и в самом общем смысле объяснение означает процедуру включения нового знания в систему существующего, представленного той или иной теорией. Для теорий второго — четвертого типов это означает переход данного объясняемого знания в выводное, объясненное.

Операция объяснения в содержательном плане состоит в том, что новое явление, новый факт, знание о которых обращено в выводимое, получают тем самым истолкование как проявление действия известных законов. Зная эти законы, мы можем, исходя из теории, предсказать и указанные явления и факты.

Наиболее ярко ведущая роль теории как раз и проявляется в ее предсказательной функции. Так, с по мощью электромагнитной теории Д.К.Максвелла было предсказано существование радиоволн, которые позже действительно были открыты Г.Герцем и послужили основой для развития радиотехники. Общая теория относительности А.Эйнштейна позволила предсказать отклонение светового луча в гравитационном поле и тем самым во многом способствовала признанию этой весьма сложной и абстрактной физической теории. Исходя из теоретических положений концепции Д.И.Менделеева, ученые открыли ряд химических элементов, при этом в ряде случаев точно предсказав химические свойства некоторых из них. Фактически любое объяснение содержит в себе момент предсказания.

Обычно предсказания разделяют на аналитические и синтетические¹⁶. Аналитическое предсказание — это предсказание нового факта на основе твердо установленной теории. Классическими примерами являются предсказания существования планеты Нептун Адамсом и Леверье, конической рефракции Гамильтоном, новых химических элементов Д.И.Менделеевым. Синтетическое предсказание связано с созданием новой теории и предвидением вытекающих из нее следствий. Таково предвидение Максвеллом «тока смещения», Дираком — позитрона.

Строго говоря, предсказание чаще всего касается эмпирического факта, а не закона, тем не менее синтетическое предсказание, с помощью которого теоретически выводится возможность нового факта, связанного с неизвестным прежде действием объективных законов, может вести к его реальному открытию. При этом в зависимости от характера исследуемых связей теория может давать причинное, структурное, функциональное, генетическое объяснение и соответственно предсказание¹⁷, открывая различные направления для дальнейшего развития теории.

Объяснительная и предсказательная функции теории выступают в диалектическом единстве. Тем не менее роль их в различные моменты развития теории неодинакова. Как правило, теория охватывает объяснением более широкий круг явлений, чем предсказывает. Чем шире круг явлений, которые она объясняет, тем больше уверенность исследователя в том, что, применяя теорию как инструмент предсказания, он находится на правильном пути. В то же время в процессе развития познания теоретическое предсказание опережает теоретическое объяснение¹⁸. Исследователь сначала при помощи старой теории получает некоторое новое положение, а затем уже старается его обосновать. Через поиск объяснения происходит развитие теории, возникают возможности новых предсказаний. Такой ход развития теории небезграничен, в конечном счете вскрываются пределы возможностей старой теории, осознается необходимость ее изменения, уточнения¹⁹.

Именно для этого этапа особое значение приобретает выяснение типа теории. Теории первого типа оказываются наименее «чувствительными» к появлению нового знания, а их перестройка затрагивает лишь формы его систематизации. Пересмотру и уточнению в них подвергаются критерии систематизации и эмпирические зависимости, а новое знание выступает как дополнение к имеющемуся. Однако в их развитии раньше или позже наступает момент, когда систематизация достигает такой степени совершенства, при которой она сама становится формой отражения объективного закона (как было с классификацией химических элементов, завершившейся открытием периодического закона Д.И.Менделеева) или проявлением его с высокой мерой очевидности (естественная классификация животного и растительного миpa, вскрывающая генетические, межвидовые связи как отражение законов биологической эволюции.; систематизация элементарных частиц, подводящая к открытий фундаментальных законов физики высоких энергий). В конечном счете развитие теории первого типа вширь (охват все новых явлений) и вглубь (все более совершенная систематизация охватываемых ею знаний) приводит к тому, что она перерастает в теорию второго, а затем и третьего типа. Такой путь проходит, например, теория радиоактивности: систематизация различных проявлений радиоактивности — открытие ряда эмпирических зависимостей и построение теории радиоактивности М.Кюри — Резерфорда — дальнейшее развитие этой теории с возникновением квантовой механики и формированием теории ядра. В итоге она приобретает вид гипотетико-дедуктивной системы.

Значительно более «чувствительны» к появлению нового знания теории, в той или иной степени построенные на основе принципа выводимости одних знаний из других. Всякое новое открытие заставляет осуществлять проверку, насколько принятый базис этой теории способен быть основой для объяснения и предсказания открытого.

Дело в том, что теории различаются не только по объекту, предмету и по своей логической структуре, но и по уровню адекватности, соответствия этих теорий и отражаемой ими предметной области. Скажем, для теории второго типа низшим уровнем отображения будет такой, на котором из одних наблюдаемых свойств объекта выводимы другие его наблюдаемые свойства с помощью более или менее условной математической модели «механизма» их связи. Такого рода теорией были, например, астрономические построения Птолемея или Тихо Браге, обеспечивающие высокий уровень точности для ряда предсказаний (затмений Луны и Солнца, прохождения планет через определенные участки неба, местонахождения планет в любое заданное время на видимой карте неба и т.д.), или «теории» теплорода, невесомой электрической жидкости, флогистона и т.п.

Устанавливая некоторые наиболее общие закономерные связи явлений, теории такого рода нередко переворачивают реальные зависимости на обратные, противоположные им (например, истечение электрической жидкости от плюса к минусу вместо реального движения электронов в обратном данному направлении), включают большой элемент искусственности.

Развитие теории и состоит в конечном счете в последовательном преобразовании ее до состояния, при котором она становится адекватным отображением объективней реальности. При этом ее прогностическая функция расширяется, тогда как объяснительная качественно преобразуется.

Будучи высшей формой организации научного знания, теория выступает как особый способ обеспечения достоверности знания. Если гипотеза дает предварительный ответ на поставленную проблему, то теория как бы завершает ее решение. Однако никакая научная теория не может претендовать на «истину в последней инстанции». Материалистическая диалектика, «признает относительность всех наших знаний не в смысле отрицания объективной истины, а в смысле исторической условности пределов приближения наших знаний к этой истине»²⁰.

Основная задача познания состоит в том, чтобы теоретически воспроизвести всю систему связей и отношений изучаемого объекта как конкретной целостности. Только тогда, когда это будет достигнуто, можно считать, что движение от абстрактного к конкретному в ходе теоретического познания завершено. Чтобы такое движение стало возможным, исследователь должен сначала разложить, «анатомировать» существующую систему связей объекта, выделив из нее такие связи и отношения, которые служат исходным пунктом процесса развития данного объекта. В соответствии с этим восхождение от абстрактного к конкретному должно означать теоретическое воссоздание из начальных простейших связей объекта сложной системы всех его связей и отношений.

Исходное, начало включается в сложные связи, абстрактное — в конкретное, вследствие чего выявляется многосторонний характер этих связей и отношений. Причем процесс воссоздания конкретного в мышлении (в виде целостной системы связей и взаимодействия всех сторон и свойств явления) предстает как процесс отражения развития самого явления. Логика движения мысли не может не совпадать в общем и целом с развитием исследуемого объекта.

Теоретическое освоение объекта нельзя сводить к процессу создания системы определений или понятий о всех сторонах конкретного. В действительности теоретическое освоение представляет собой синтез, выведение из исходной абстракции всего конкретного многообразия явления. Если главным орудием движения от чувственно-конкретного к абстрактно-теоретическому выступает анализ, то главным способом исследования на теоретическом уровне является синтез. Только такое выведение одних, более конкретных понятий и определений из других, более общих помогает в результате воспроизвести конкретное во всем многообразии его сторон, существующих в единстве. Механическая «сборка» частей может привести только к эклектическому определению целого как суммы сторон вещи или явления.

Если теоретическое освоение объекта есть процесс выведения конкретного из абстрактного, то оно должно осуществляться таким образом, чтобы каждая новая его ступень была непосредственно связана с предыдущей, следовательно, чтобы вновь выработанные понятия или определения предмета содержали в себе предшествующие в «снятом» виде. Это значит, что познание должно проходить определенные стадии и нельзя опустить ни одного из тех опосредующих звеньев, которые связывают всю цепь в единое целое.

Для построения теории о развивающемся объекте необходимо использование исторического и логического (абстрактно-теоретического) методов познания в их взаимосвязи и взаимодействии. Специфику использования этих методов Ф.Энгельс показал на примере применения их К.Марксом в критике политической экономии. Если в этой критике следовать за историческим развитием политической экономии, то пришлось бы рассматривать последовательно все экономические общественные отношения. Но история, отмечал Ф.Энгельс, делает много скачков и зигзагов, поэтому, воспроизводя историю предмета, мы должны были бы охватить много материала, не имеющего существенного значения для целей исследования. К.Маркс применил логический метод, который, по словам Ф.Энгельса, является не чем иным, как тем же историческим методом, только освобожденным от исторической формы и от мешающих случайностей. «С чего начинает история, — подчеркивал Ф.Энгельс, — с того же должен начинаться и ход мыслей, и его дальнейшее движение будет представлять собой не что иное, как отражение исторического процесса в абстрактной и теоретически последовательной форме;

отражение исправленное, но исправленное соответственно законам, которые дает сам действительный исторический процесс, причем каждый момент может рассматриваться в той точке его развития, где процесс достигает полной зрелости, своей классической формы»²¹.

Подводя итог изложенному в данном разделе, можно сделать вывод, что вновь созданная теория должна отвечать следующим требованиям:

а) опосредованной логической подтверждаемости, т. е. на уровне теории мы не только систематизируем, но и с определенной точностью можем предсказывать будущее состояние изучаемой системы;

б) определимости, т.е. на уровне теории мы должны иметь достаточно полное описание объективной реальности, исходя из некоторого базиса научной теории (исходных постулатов, принципов, аксиом);

в) логической выводимости, т.е. на уровне теории должны быть установлены рациональные связи между компонентами самой теоретической системы и логическим переходом к следствиям, вытекающим из теории;

г) интерпретируемости, т.е. на уровне теории все знания о реальных событиях (фактах) должны находить объяснение в рамках существующей теории, должны «включаться» в ее теоретическую систему;

д) непротиворечивости, т.е. на уровне теории должно быть выполнено требование гармоничного сочетания всех элементов теоретической системы; обнаружение противоречивости теории и есть момент появления новой проблемной ситуации, ведущей к необходимости дальнейшего обоснования и построения новой теории.