Наука как процесс познания. Динамические и статистические закономерности в природе

Вопрос 1. Наука как процесс познания. Особенности научного познания.

Содержание:

Вопрос 1. Наука как процесс познания

1.1. Наука как процесс познания

1.2. Характерные черты науки

1.3. Методы научного познания

Вопрос 2. Динамические и статистические закономерности в природе

Используемая литература

Наука как процесс познания.

Наука - это сфера человеческой деятельности, представ­ляющая собой рациональный способ познания мира, в кото­рой вырабатываются и теоретически систематизируются зна­ния о действительности, основанные на эмпирической про­верке и математическом доказательстве.

Как многофункциональное явление наука представляет со­бой:

1) отрасль культуры;

2) способ познания мира;

3) опреде­ленную систему организованности (академии, университеты, вузы, институты, лаборатории, научные общества и издания).

Фундаментальными считаются естественные, гуманитар­ные и математические науки, а прикладными являются тех­нические, медицинские, сельскохозяйственные, социологи­ческие и другие науки.

Задачей фундаментальных наук является познание зако­нов, управляющих взаимодействием базисных структур при­роды. Фундаментальные научные исследования определяют перспективы развития науки.

Непосредственной целью прикладных наук является при­менение результатов фундаментальных наук для решения не только познавательных, но и социально-практических проблем(1). Так, современный этап научно-технического про­гресса связан с развитием авангардных исследований при­кладных наук: микроэлектроники, робототехники, информатики, биотехнологии, генетики и др. Эти направления, со­храняя свою прикладную направленность, приобретают фундаментальный характер.

Результатами научных исследований являются теории, за­коны, модели, гипотезы, эмпирические обобщения. Все эти понятия, каждое из которых имеет свое определенное значе­ние, можно объединить одним словом "концепции". Понятие "концепция" (определенный способ трактовки какого-либо пред­мета, явления, процесса) происходит от латинского conceptio- понимание, система. Концепция, во-первых, - это система взглядов, то или иное понимание явлений, процессов. Во-вто­рых, - это единый определяющий замысел, ведущая мысль какого-либо произведения, научного труда и т. д.

1.2. Характерные черты науки.

Не всякие знания могут быть научными. В человеческом сознании содержатся такие знания, которые не входят в систему науки и которые проявляются на уровне обыденного сознания.

Чтобы знания стали научными, они должны обладать, по крайней мере, следующими специфическими признаками (чер­тами): системностью, достоверностью, критичностью, общезна­чимостью, преемственностью, прогнозированностью, детерми­нированностью, фрагментарностью, чувственностью, незавер­шенностью, рациональностью, внеморальностью, абсолютностью и относительностью, обезличенностью, универсальностью.

Рассмотрим некоторые из этих признаков:

Системность. Знания должны носить системный характер на основе определенных теоретических положений и прин­ципов. К числу важнейших задач системности относятся(2):

1) разработка средств представления исследуемых объектов как систем;

2) построение обобщенных моделей системы;

3) исследование структуры теорий систем и различных систем­ных концепций и разработок. В системном исследовании ана­лизируемый объект рассматривается как определенное мно­жество элементов, взаимосвязь которых обуславливает це­лостное свойство этого множества.

Достоверность. Знания должны быть достоверными, про­веренными на практике, проходящими проверку по оп­ределенным правилам, а потому убедительными.

Критичность. Возможность определить на основании кри­тического рассмотрения рациональных моделей, историко-культурологические и естественно-научные знания на ос­нове сопоставления различных типов научных теорий. При этом наука всегда готова поставить под сомнение и пересмот­реть свои даже самые основополагающие результаты.

Общезначимость. Все истинные знания рано или поздно становятся общепризнанными всеми учеными и способству­ют объединению всех людей. Следовательно, общезначимость является лишь одним из следствий истинности знания, а не критерием истины.

Преемственность. Объективная необходимая связь между новыми и "старыми" знаниями в процессе изучения окружающего мира, при этом новые знания дополняют и обогащают "старые". Правильное понимание процессов преемственности имеет особое значение для анализа закономерностей развития природы, общества, прогресса науки, техники, искусст­ва, для борьбы как с некритическим отношением к достиже­ниям прошлого, так и с нигилистским отрицанием его.

Прогнозированность. Знания должны содержать в себе возможность предвидения грядущих событий в определен­ной области действительности. В социальной сфере прогно­зирование составляет одну из научных основ социального управления (целеполагания, предвидения, программирования, управленческих решений)(3).

Детерминированность. Факты эмпирического характера должны быть не только описаны, но и причинно-объяснены и обусловлены, т. е. раскрыты причины изучаемых объектов действительности. В действительности же принцип детерми­низма как утверждение о существовании объективных закономерностей представляет собой только предпосылку науч­ного предвидения (но не тождественен ему). Принцип детер­минизма формулировался не только как утверждение о возможности предвидения, но и как общий принцип, обосно­вывающий практическую и познавательную деятельность, раскрывающий объективный характер последней.

Фрагментарность. Наука изучает мир не в целом, а через различные фрагменты реальности и сама делится на отдель­ные дисциплины.

Чувственность. Научные результаты требуют эмпиричес­кой проверки с использованием ощущения, восприятия, пред­ставления и воображения.

Незавершенность. Хотя научное знание безгранично ра­стет, оно все-таки не может достичь абсолютной истины.

Рациональность. Наука получает знания на основе рацио­нальных процедур и законов логики.

Внеморальность. Научные истины нейтральны и общечеловечны в морально-этическом плане.

Обезличенность. Ни индивидуальные особенности учено­го, ни его национальность или место проживания никак не представлены в конечных результатах научного познания.

Универсальность. Наука сообщает знания, истинные для всего окружающего мира.

Специфика научного исследования определяется тем, что для науки характерны свои особые методы и структура ис­следований, язык, аппаратура(4).

1.3. Методы научного познания.

Метод - это совокупность действий, призванных помочь достижению желаемого результата. Первым на значение ме­тода в Новое время указал французский математик и философ Р. Де­карт в работе «Рассуждения о методе». Но еще ранее один из основа­телей эмпирической науки Ф. Бэкон сравнил метод познания с цир­кулем. Способности людей различны, и для того, чтобы всегда добиваться успеха, требуется инструмент, который уравнивал бы шансы и давал возможность каждому получить нужный результат. Таким инструментом и является научный метод.

А. Пуанкаре справедливо подчеркивал, что ученый должен уметь делать выбор фактов. «Метод - это, собственно, и есть выбор фактов; и прежде всего, следовательно, нужно озаботиться изобре­тением метода»(5). Метод не только уравнивает способности людей, но также делает их деятельность единообразной, что является предпосылкой для получения единооб­разных результатов всеми исследователями.

Современная наука держится на определенной методологии - совокупности используемых методов и учении о методе - и обя­зана ей очень многим. В то же время каждая наука имеет не только свой особый предмет исследования, но и специфический метод, им­манентный предмету. Единство предмета и метода познания обосно­вал немецкий философ Гегель.

Следует четко представлять различия между методологиями естественнонаучного и гуманитарного познания, вытекающими из различия их предмета. В методологии естественных наук обычно не учитывают индивидуальность предмета, поскольку его становление произошло давно и находится вне внимания исследователя. Замечают только вечное круговращение(6). В истории же наблюдают самое становление предмета в его индивидуальной полноте. Отсюда специ­фичность методологии исторического познания.

Вообще, методология социального познания отличается от методологии естественнонаучного познания из-за различий в самом пред­мете:

1) социальное познание дает саморазрушающийся результат («знание законов биржи разрушает эти законы», - говорил основатель кибернетики Н. Винер);

2) если в естественнонаучном познании все еди­ничные факторы равнозначны, то в социальном познании это не так. По­этому методология социального познания должна не только обобщать факты, но иметь дело с индивидуальными фактами большого значения. Именно из них проистекает и ими объясняется объективный процесс.

«В гуманитарно-научном методе заключается постоянное вза­имодействие переживания и понятия», — утверждал В. Дильтей в статье «Сущность философии». Переживание столь важно в гумани­тарном познании именно потому, что сами понятия и общие законо­мерности исторического процесса производны от первоначального индивидуального переживания ситуации. Исходный пункт гумани­тарного исследования индивидуален (у каждого человека свое бы­тие), стало быть, метод тоже должен быть индивидуален, что не про­тиворечит, конечно, целесообразности частичного пользования в гуманитарном познании приемами, выработанными другими учеными (метод как циркуль, в понимании Ф. Бэкона). В современной науке намечается тенденция к сбли­жению естественнонаучной и гуманитарной методологии, но все же различия, и принципиальные, пока остаются.

Научный метод как таковой подразделяется на методы, ис­пользуемые на каждом уровне исследований. Выделяются таким об­разом эмпирические и теоретические методы. К первым относятся(7):

1) наблюдение - целенаправленное восприятие явлений объектив­ной действительности;

2) описание - фиксаций средствами естест­венного или искусственного языка сведений об объектах;

3) измере­ние - сравнение объектов по каким-либо сходным свойствам или сторонам;

4) эксперимент - наблюдение в специально создаваемых и контролируемых условиях, что позволяет восстановить ход явле­ния при повторении условий.

К научным методам теоретического уровня исследований сле­дует отнести:

1) формализацию - построение абстрактно-матема­тических моделей, раскрывающих сущность изучаемых процессов действительности;

2) аксиоматизацию - построение теорий на осно­ве аксиом - утверждений, доказательства истинности которых не требуется;

3) гипотетико-дедуктивный метод - создание системы дедуктивно связанных между собой гипотез, из которых выводятся утверждения об эмпирических фактах.

Другим способом деления будет разбивка на методы, применя­емые не только в науке, но и в других отраслях человеческой дея­тельности; методы, применяемые во всех областях науки; и методы, специфические для отдельных разделов науки. Так мы получаем всеобщие, общенаучные и конкретно-научные методы.

Среди всеобщих можно выделить такие методы, как:

1) анализ - расчленение целостного предмета на составные
части (стороны, признаки, свойства или отношения) с целью их все­стороннего изучения;

2) синтез - соединение ранее выделенных частей предмета в единое целое;

3) абстрагирование - отвлечение от ряда несущественных для данного исследования свойств и отношений изучаемого явле­ния с одновременным выделением интересующих нас свойств и от­ношений;(8)

4) обобщение - прием мышления, в результате которого уста­навливаются общие свойства и признаки объектов;

5) индукция - метод исследования и способ рассуждения, в
котором общий вывод строится на основе частных посылок;

6) дедукция - способ рассуждения, посредством которого из общих посылок с необходимостью следует заключение частного ха­рактера;

7) аналогия - прием познания, при котором на основе сходст­ва объектов в одних признаках заключают об их сходстве и в других признаках;

8) моделирование - изучение объекта (оригинала) путем со­здания и исследования его копии (модели), замещающей оригинал с
определенных сторон, интересующих исследователя;

9) классификация - разделение всех изучаемых предметов на отдельные группы в соответствии с каким-либо важным для ис­следователя признаком (особенно часто используется в описатель­ных науках - многих разделах биологии, геологии, географии, кри­сталлографии и т. п.)(9).

Большое значение в современной науке приобрели статистические методы, позволяющие определять средние значения, харак­теризующие всю совокупность изучаемых предметов. «Применяя статистический метод, мы не можем предсказать поведение отдель­ного индивидуума совокупности. Мы можем только предсказать ве­роятность того, что он будет вести себя некоторым определенным об­разом». Статистические законы можно применять только к большим совокупностям, но не к отдельным индивидуумам, образующим эти совокупности»(10).

Наука обязана сделать все, что в, ее силах, для про­верки и рациональной интерпретации паранормальных явлений и внести таким образом свой вклад в информированность и образован­ность широких кругов населения, в «окультуривание» массового со­знания. Конечно, ученые не могут «выдворять» из сферы научного познания те или иные аномальные объекты(11). В истории науки множе­ство примеров радикальных качественных сдвигов в способах позна­ния при попытках осмысления и объяснения именно аномальных явлений. Ученый всегда должен быть открыт новым нетрадицион­ным, нестандартным поворотам мысли и объектам познания. Но он обязан оставаться при этом на платформе рационально-доказатель­ного, обоснованного знания, научного (эмпирического и теоретичес­кого) исследования аномалий.

В мире еще много непознанного. Многие явления природы и самого человека, его биологической и духовный составляющих пока не получили убедительного научного объяснения и потому носят загадочный, таинственный характер. Так, не исследованы в доста­точной мере физические и оптические явления в атмосфере, законы макроэволюции, общественного развития, энергетика человеческо­го организма, возможности и пороги ощущений и восприятий, сфера эмоциональных переживаний личности, формы общения, коммуни­кации, глубинные архетипические структуры духовности и многое другое. Но наука не может сразу и немедленно решить все проблемы познания, немедленно объяснить все непонятное и загадочное. Наука - это не волшебный ключик, которым в одно мгновение можно раскрыть все тайны и загадки природы. Научное познание - это историческая деятельность, которая развивается по мере совершенствования не только целей, но и средств познания. Многие явления научно не объяснены и остаются загадочными не потому, что они в принципе непознаваемы, а потому, что пока не сформировались средства и методы, способы их познания.

Однако можно быть уверенным в одном - все, что не познано сегодня, рано или поздно будет исследовано и объяснено в будущем, когда для этого сложатся соответствующие средства, способы позна­ния. Основания этой уверенности - в истории естествознания, исто­рии цивилизации, которые убедительно демонстрируют мощь и торжество человеческого мышления, научно-рационалистического (а не мистико-иррационалистического) отношения к миру(12).

Вопрос 2. Динамические и статистические закономерности в природе

(детерминизм процессов природы).

Детерминизм в современной науке определяется как учение о всеобщей, закономерной связи явлений и процесс окружающего мира. Наличие таких связей является доказательством материального единства мира и существования мире общих закономерностей. Очень часто детерминизм отождествляется с причинностью, но такой взгляд нельзя считать правильным хотя бы потому, что причинность выступает как одна из форм проявления детерминизма.

Законы, с которыми имеет дело классическая механика, имеют универсальный характер, т. е. они относятся ко без исключения изучаемым объектам природы. Отличительная особенность такого рода законов состоит в том, что предсказания, полученные на их основе, имеют достоверный и однозначный характер. Наиболее ярко они проявились после того, как на основе закона всемирного тяготения, изложенного И. Ньютоном в 1671 г. в "Математических началах натуральной философии", и законов механики возникла небесная механика. На основе законов небесной механики были вычислены отклонения в движении Урана, вызванные возмущаю­щим влиянием неизвестной тогда планеты. Определив вели­чину возмущения, независимо друг от друга по законам ме­ханики положение неизвестной планеты рассчитали Д.Адамс и У. Леверье. Всего на угловом расстоянии в 1° от рассчитанного ими положения И. Галле обнаружил планету Нептун. Открытие Нептуна блестяще подтвердило справед­ливость законов небесной механики и наличие в природе од­нозначных причинных связей(13). Это позволило французскому механику П. Лапласу сказать: дайте мне начальные условия ия, с помощью законов механики, предскажу дальнейшее развитие событий. Это вошло в историю как лапласовый, или механистический детерминизм, который допускает од­нозначные причинные связи в явлениях природы.

Наряду с ними в науке с середины XIX в. стали все шире применяться законы другого типа. Их предсказания не явля­ются однозначными, а только вероятностными. Вероятност­ными они называются потому, что заключения, основанные на них, не следуют логически из имеющейся информации, а потому не являются достоверными и однозначными. Инфор­мация при этом носит статистический характер, законы, вы­ражающие эти процессы, называются статистическими за­конами, и этот термин получил в науке большое распространение.

В классической науке статистические законы не призна­вали подлинными законами, так как ученые в прошлом пред­полагали, что за ними должны стоять такие же универсаль­ные законы, как закон всемирного тяготения Ньютона, который считался образцом детерминистического закона, поскольку он обеспечивает точные и достоверные предска­зания приливов и отливов, солнечных и лунных затмений и других явлений природы. Статистические же законы при­знавались в качестве удобных вспомогательных средств исследования, дающих возможность представить в компактной и удобной форме всю имеющуюся информацию о каком-либо предмете исследования. Подлинными законами считались именно детерминистические законы, обеспечивающие точ­ные и достоверные предсказания. Эта терминология сохра­нилась до настоящего времени, когда статистические, или вероятностные, законы квалифицируются как индетерминистические, с чем вряд ли можно согласиться.

Отношение к статистическим законам принципиально изменилось после открытия законов квантовой механики, предсказания которых имеют существенно вероятностный характер.

Таким образом, исторически детерминизм выступает вдвух следующих формах(14):

1) лапласовый, или механистический, детерминизм, в ос­нове которого лежат универсальные законы классической физики;

2) вероятностный детерминизм, опирающийся на статис­тические законы и законы квантовой физики.

В динамических теориях явления природы подчиняются однозначным (динамическим) закономерностям, а статистические теории основаны на объяснении процессов вероятностными (статистическими) закономерностями. К динамическим теориям относятся классическая механика (создана в XVII-XVIII вв.), механика сплошных сред, т. е. гидродинамика (XVIII в.), теория упругости (начало XIX в.), классическая термодинамика (XIX в.), электродинамика (XIX в.), специальная и общая теория относительности (начало ХХ в). К статистическим теориям относятся статистическая механика (вто­рая половина XIX в.), микроскопическая электродинамика ­(начало ХХ в.), квантовая механика (первая треть ХХ в.) ^­Таким образом, XIX столетие получается столетием динамических теорий; ХХ столетие - столетием статистичес­ких теорий. Значит, динамические теории соответствовали первому этапу в процессе познания природы человеком, тог­да как на следующем этапе главную роль стали играть ста­тистические теории.

В современной концепции детерминизма органически сочетаются необходимость и случайность. Признание самостоятельности статистических, или вероятностных, законов, ото­бражающих существование случайных событий в мире, до­полняет прежнюю картину строго детерминистического мира. В результате в новой современной картине мира необходи­мость и случайность выступают как взаимосвязанные и до­полняющие друг друга аспекты объяснения окружающего мира.

Рассматривая проблему соотношения между динамичес­кими и статистическими закономерностями, современная на­ука исходит из концепции примата статистических законо­мерностей(15). Не только динамические, но и статистические законы выражают объективные причинно-следственные связи. Более того, именно статистические закономерности явля­ются фундаментальными, более глубокими по сравнению с динамическими закономерностями, они ярче выражают ука­занные связи.

Современную концепцию детерминизма можно сформу­лировать следующим образом: динамические законы пред­ставляют собой первый, низший этап в процессе познания окружающего мира; статистические же законы более совершенно отображают объективные связи в природе: они являются следующим, более высоким этапом познания.

В качестве примера динамических законов можно назвать закон Ома, выражающий зависимость сопротивления от его состава, площади поперечного сечения и длины. Этот закон охватывает множество различных проводников и действует в каждом отдельном проводнике, входящем в это множество. Статистический характер имеет, например, взаимосвязь изменений давления газа и его объема при постоянной темпе­ратуре, выявленная Бойлем и Мариоттом. Данная закономер­ность имеет место лишь в массе хаотически перемещающих­ся молекул, составляющих тот или иной объем газа.

Статисти­ческими являются законы квантовой механики, касающиеся движения микрочастиц; они не в состоянии определить дви­жение каждой отдельной частицы, но определяют движе­ние группы, того или иного множества.

В отличие от динамических законов, статистические за­коны не позволяют точно предсказать наступление или ненаступление того или иного конкретного явления, направ­ление и характер изменения тех или иных его характеристик. На основе статистических закономерностей можно определить лишь степень вероятности возникновения или изменения соответствующего явления. Динамические теории не противостоят статистическим, а включаются в рамки пос­ледних как предельный случай. Это хорошо видно на приме­ре классической механики; которую можно рассматривать как предельный случай квантовой механики(16).

Таким образом, согласно современной научной концеп­ции, можно говорить о всеобщности, универсальности веро­ятностного подхода. Это означает, в частности, что деление фундаментальных теорий на динамические и статистичес­кие является, строго говоря, условным. Фактически все фундаментальные теории должны рассматриваться как ста­тистические. Например, классическую механику с полным основанием следует считать статистической теорией, так каклежащий в ее основе принцип наименьшего действия имеет вероятностную природу, потому что, согласно принципу минимума энергии, состояние с наименьшей энергией оказыва­ется наиболее вероятным.

Методологические вопросы современной физики органи­чески связаны с вопросами материалистической диалектики. Развитие современной физики основано на диалектике необходимого и случайного, сохранения и изменения, единич­ного и общего и т. д. Современная физика пришла к выводу офундаментальности вероятностных закономерностей. Наука рассматривает два основных типа причинно-следственных связей и соответственно два типа закономерностей - дина­мические и статистические. Изучение истории возникновения фундаментальных физических теорий позволяет сделать вывод, что динамические теории соответствовали первому этапу в процессе познания природы человеком, тогда как на следующем этапе главную роль стали играть статистические теории. Наиболее ярко сочетание этих концепций детерми­низма в познании природных явлений проявилось при изуче­нии термодинамических процессов и явлений(17).

Используемая литература:

1. Горелов А.А., Концепции современного естествознания. – М.,: Центр, 2001. – 208 с.

2. Гусейханов М.К., Раджабов О.Р., Концепции современного естествознания: Учебник. – 2-е изд. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К’»,2005. – 692 с.

3. Найдыш В.М., Концепции современного естествознания: Учеб. Пособие. – М.: Гардарики, 2000. – 476 с.