Обоснование теоретического знания Рассмотрим на примере с планетарной моделью атома обоснование теоретического знания. В 1905 г. немецкий физик В. Вин (1864—1928) обнаружил противоречия в гипотезе планетарного строения атома Нагаоки, отметив, что признание движения электрона по орбите вокруг ядра противоречит способности электрона излучать при ускоренном движении. В этой ситуации электрон, излучая, теряет свою энергию и должен падать на ядро. Атом не стабилен. Это пример возможного обнаружения в гипотетической модели неконструктивного элемента. После такой критики модель Нагаоки была забракована и о ней некоторое время при обсуждении вопроса о строении атома даже не упоминали. Но после опытов Э. Резерфорда в 1912 г. существование атомного ядра было доказано, и планетарная модель восстановлена в правах, хота парадоксы неустойчивого атома, обнаруженные Вином, не были разрешены. Но теперь проблема была конкретизирована, и работа продолжалась. Проблема сосредоточилась вокруг представления об электронной орбите. «Электронная орбита» оказалась «неконструктивным элементом», и у физиков появилось стремление ее локализовать, а затем и элиминировать. Эк» направляло перестройку модели Резерфорда в квантово-механическую модель атома. Этот пример отражает тог факт, что обнаружение неконструктивных элементов указывает путь перестройки модели. Такая «перестройка» продолжается до тех пор, пока модель не будет адаптирована к соответствующему эмпирическому материалу. Как видно из изложенного, новое теоретическое знание возникает в результате целого «познавательного цикла», суть которого академик В.С. Степин резюмирует следующим образом: познавательный цикл ... заключается в движении исследовательской мысли от оснований науки, и в первую очередь от обоснованных опытом представлений картины мира, к гипотетическим вариантам теоретических схем. Эти схемы затем адаптируются к тому эмпирическому материалу, на объяснение которого они претендуют. Теоретические схемы в процессе такой адаптации перестраиваются, насыщаются новым содержанием и затем вновь сопоставляются с картиной мира, оказывая на нее активное обратное воздействие. Развитие научных понятий и представлений осуществляется благодаря многократному повторению описанного цикла. В этом процессе происходит взаимодействие «логики открытия» и «логики оправдания гипотезы», которые выступают как взаимосвязанные аспекты развития теории190. Цель ученого — создание теории. Слово «теория» происходит от греческого слова «созерцаю» и означает целостную систему о закономерностях действительности. По Платону, теория конструирует действительность на основе созерцания и является учением о принципах сущего. Такими первопринципами у альбинов- ского Платона являются «материя», «парадигма», «Бог»191. Современная теория отражает определенный уровень конкретной предметной области. Теории существуют в каждой науке. Представляя фрагмент действительности, они объясняют факты на основе существующих закономерностей и расширяют границы познанного. Существует понятие развитой теории. Его содержание в* чает: знание причин, генезиса, структуры, функциональных св зей данного фрагмента действительности. По форме теория — это система непротиворечивых, логически! взаимосвязанных суждений. Каждая теория имеет собственный!i категориальный аппарат, свою систему принципов и законов. Развитая теория открыта для описания, объяснения и истая*; кования новых фактов и включения новых теоретических построений. Классический вариант построения теории Классический развитые теории создавались путем обобщения и синтеза частных ; теоретических схем и законов. Таким путем были созданы фундаментальные теории классической физики: механика, термоди^1 намика, электродинамика. Особенности формирования развитой классической теории : академик В.С. Стёпин рассматривает на примере истории максвелловской электродинамики. Кавендишская лаборатория Джеймс Клерк Максвем (1831—1879) — английский физик, создатель'! классической электродинамики, один из основоположников статиста- $ ческой физики. Максвелл — организатор и первый директор (1871)1 Кавендишской лаборатории в Кембриджском университете, одного из] мировых центров экспериментальной физики, биологии и других фун1 даментальных наук. В Кавендишской лаборатории в разное время! работали Дж.У. Рэлей, Дж.Дж. Томсон, Э. Резерфорд, О.У. Ричардсон, Ф.У. Астон, Дж. Чедвик, ДжД. Бернал, П, Ланжевен, П.Л. Капица, Ф, Крик, Дж. Уотсон и другие ученые. Здесь был открыт электрон (1897), искусственно расщеплено атомное ядро (1919), открыт : нейтрон (1932), предложена модель структуры ДНК (1953), созданы I камера Вильсона (1912), масс-спектрограф (1913), линейный ускоритель (1932). Создавая теорию электромагнитного поля, Максвелл опирал-1 ся на существовавшие знания об электричестве и магнетизме; Эти знания существовали в виде законов и теоретических моделей Кулона, Ампера, Фарадея и др. Они были частного порядка. Максвелл осуществил теоретический синтез, исходной программой которого были картина мира, определившая постановку задачи и выбор средств ее решения, и сложившиеся в науке идеалы и нормы. Конкретно в этот период идеалами и нормами науки были: идеал объяснения различных явлений с помощью небольшой): числа фундаментальных законов, идеал организации теории как ! дедуктивной системы, идеал формулировки законов на языке математики. Одновременно Максвелл принял фарадеевскую картину физической реальности, задававшую единую точку зрения на разнородный теоретический материал, который Максвеллу предстояло синтезировать и обобщить. Синтез Максвелл осуществил, используя процедуру применения аналоговых моделей. Эти модели он заимствовал из механики сплошных сред и использовал как средство для переноса соответствующих гидродинамических уравнений в создаваемую им теорию электромагнитного поля. Применение процедуры аналогии Максвеллом свидетельствует, что научные теории не являются изолированными друг от друга, они развиваются как система, где одни теории поставляют для других строительный материал. Аналоговые модели, которые использовал Максвелл, — трубки тока несжимаемой жидкости, вихри в упругой среде — были теоретическими схемами механики сплошных сред1. В случае Максвелла, когда уравнения, связанные с аналоговыми моделями, передавались в электродинамику, механические величины замещались в уравнениях новыми величинами. Это замещение состояло в подстановке в аналоговую модель вместо объектов механики силовых линий, зарядов, дифференциально малых элементов тока, т.е. объектов электродинамики. Эти объекты Максвелл позаимствовал из концепций Кулона, Ампера, Фарадея и обобщил, создав новую теорию. Резюмируем, каким путем шло становление новой развитой научной теории Максвелла. (1) Из механики сплошных сред Максвелл заимствует модель (структуру, «сетку отношений»). (2) Из системы знаний об электричестве и магнетизме он заимствует абстрактные объекты (понятия). (3) Ученый их соединяет, в результате происходит трансформация аналоговой модели. Аналоговая модель превращается в теорию, проходящую затем путь своего конструктивного обоснования, В развитой теории выделяют: исходные принципы, используемые законы, идеализированные объекты и модели, логическую схему доказательств, классификации, типологии, а также концептуальный языковый тезаурус и интерпретативную базу. Современный вариант формирования теории В современной науке теория создается иначе, чем в классической. Методом ее построения, например, в физике является математическая гипотеза. Особенностью современного формирования теории в том, что оно начинается с формирования математического аппарата, а соответствующая ему теоретическая схема интерпретации этого аппарата создается после его построения. Проблемами этого нового метода являются формирование математических гипотез и их обоснование. Началом создания теории является поиск исходных оснований для выдвижения гипотезы. Как известно, в классической физике эту роль выполняла картина мира. В современной науке, в частности, в физике вводятся более сложные объекты науки, структура которых не учтена в существовавшей ранее картине мира, и потому познание эту картину меняет. Осуществляется новый путь построения знаний. В картину вносится новая схема измерения, в рамках которой будут описываться новые объекты. Происходит это в форме выдвижения новых принципов, выражающих особенности метода исследования: принцип относительности, принцип дополнительности. Построение теории начинается с попыток угадать ее математический аппарат. При обнаружении неконструктивных элементов внутри теории проводится селекция идеализированных объектов. В основном это происходит с помощью мысленных экспериментов. Неклассический вариант создания научной теории ориентируется на открытые системы. Проблемные ситуации в науке Необходимый этап научного процесса — проблемные ситуации, фиксирующие недостаточность прежней стратегии научных исследований. Они свидетельствуют о столкновении научно-исследовательских программ, стимулируя эвристический поиск. Нельзя смешивать понятия -«проблема» и «проблемная ситуация». Проблема — это определенное состояние научного знания. Проблемная ситуация — это возникшее в процессе развития науки несоответствие между старыми научными знаниями и вновь открытыми явлениями. Проблемные ситуации — это сложный процесс, имеющий как внешние, так и внутренние причины. Проблемная ситуация — это объективное состояние рассогласования и противоречивости научного знания, возникающее в результате* его неполноты и ограниченности1. В зависимости от того, какие элементы знания приходят к рассогласованию или конфронтации, выделяют следующие типы проблемных ситуаций: (1) расхождение теорий с некоторыми экспериментальными данными; (2) конфронтация теорий по разным параметрам; (3) проблемная ситуация, возникающая при столкновении парадигм. В ситуации второго типа речь идет о теориях, применяемых к одной предметной области, например теория Ампера и теория Максвелла. Обе эти теории были эквивалентны в эмпирическом плане, но на одних и тех же экспериментальных данных в них были построены различные гипотезы и извлечено разное теоретическое содержание. Ампер стоял на точке зрения дальнодействия, Максвелл отстаивал близкодействие. Пример третьего типа проблемной ситуации (столкновение парадигм) — несовпадение картины мира Птолемея и картины мира Коперника. Приведенные примеры являются фундаментальными проблемными ситуациями, играющими существенную роль в развитии науки. Еще один вид классификации проблемных ситуаций — деление на глобальные и локальные1. Глобальные проблемные ситуации вызывают изменения мировоззренческого характера. Примером является кризис в физике и одновременно научная революция в естествознании на рубеже XIX—XX вв. Локальные проблемные ситуации возникают в случае трудностей установления функционирования теории с эмпирическим базисом. Примером локальной проблемной ситуации служит отношение между рациональностью и нерациональными формами постижения реальности. Как известно, в условиях классической науки существовала слепая вера в рациональность. Сегодня ученые руководствуются понятием «открытая рациональность», допускающим интуицию и другие виды нерационального познания. В настоящее время глобальной проблемной ситуацией считается ситуация, связанная с заменой представлений о линейном детерминизме нелинейной парадигмой, предполагающей квантово-механические эффекты, случайность, стохастические взаимодействия (случайные взаимодействия). Проблемная ситуация — это объективное состояние научного знания, оно фиксируется в системе научных суждений, тем самым формулируя проблему. Проблемностъ указывает на изначально промежуточное эпистемоло-1 гическое поле, в котором нет деления на сектора: эмпиризм, рационализм, логическое, историческое. Развитие частнонаучного знания и преодоление проблемных ситуаций шло в направлении рациональной связанности. Продвижение знания всегда сопровождается ростом согласованности выводов. Важную роль для преодоления проблемных ситуаций принадлежит точности репрезентаций — т.е. представления объекта понятийным образом1.