Теорія як ідеал наукового пізнання. Теорія і реальність

Слово “теорія” має давню історію, і його зміст відрізнявся від сучасних експлікацій у філософії науки. Так, давньогрецьке слово “теорія” означає “дослідження”. Згідно з Аристотелем, “теорія” - це таке знання, яке шукають заради нього самого, а не для якихось безпосередньо утилітарних цілей.

Для науки XVIII ст. було характерним уявлення про наукову теорію як дзеркальне відображення об'єктивної реальності, причому таке відображення дає повну картину даної галузі дійсності. Крім того, вважалося, що в самому об'єктивному світі немає ніякої ймовірності, тому і теорія принципово не повинна містити в собі ймовірності. Це була дуже важлива методологічна установка, яка багато в чому визначала стиль наукового мислення того часу. З цієї позиції розглядали будь-яку галузь дійсності. Наприклад, при побудові теорії соціальних явищ за зразок звичайно брали небесну механіку і намагалися висунути основні принципи (свободи, братерства, рівності і т. д.), за допомогою яких можна було б описати будь-яке соціальне явище так само, як за допомогою принципів механіки, всесвітнього тяжіння можна пояснити небесні явища. Тим самим, ми маємо справу з редукціоністською методологічною установкою, про яку докладніше буде сказано в наступній темі.

Серед численних трактувань змісту поняття “теорія” виділимо два - теорії в широкому розумінні (як протиставлення практиці) і теорії у вузькому розумінні, як найбільш розвинену - насамперед, у логіко- концептуальному плані - форму наукового знання. Далі ми будемо мати справу переважно з теоріями у вузькому розумінні, тобто з науковими теоріями. Їх можна розглядати в рамках принаймні двох підходів.

У рамках першого - назвемо його умовно формально-логічним - теорію можна подати у вигляді відносно однорідної мови і такою, що має досить просту структуру, яку, в свою чергу, можна подати у вигляді впорядкованої пари (її також називають реляційною системою або алгебраїчною структурою, про яку йшла мова в попередньому параграфі, тобто множиною з відношеннями):

Т =,

Тут А позначає вихідний (наприклад, аксіоматичний) базис теорії, а |— сукупність логічних правил висновку і процедуру розв’язання базових рівнянь (якщо такі є в наявності).

Підкреслимо ще раз: так просто структура наукової теорії виглядає лише у випадку логічних і математичних теорій. Для фактуальних же теорій ситуація помітно ускладнюється. Нагадаємо, що фактуальними ми назвали наукові дисципліни, предметну галузь яких складають не чисто ідеальні сутності (як це має місце в логіці і математиці), а явища і процеси або факти, що їх відображають. Теорії в таких дисциплінах ми також будемо далі називати фактуальними.

Другий підхід враховує складність теорії, причому складність різного характеру. Така, складність фактуальної теорії пов’язана з неоднорідністю мови тих фактуальних дисциплін, до яких вони належать, і їхню структуру можна подати у вигляді впорядкованої трійки:

Т(- = < Пт, С, По >,

де Ь_т і П_о позначають відповідно теоретичну мову і мову спостереження, а С позначає сукупність так званих правил відповідності (їх інакше називають правилами кореспонденції або просто С-правилами. Див. докладніше в [28]. Функція С-правил - зв'язок Ь_т з П_о. Так, як С-правила можна розглядати операціональні визначення. Наприклад, у рівняння Максвелла теорії електромагнітного поля входить векторна функція Н (х, у. 2), що виражає напруженість магнітного поля. Це - теоретичний об'єкт, що є елементом Ь_т. Комплекс правил, що забезпечує можливість проведення процедури вимірювання згаданої напруженості, і становить множину С. Іншими словами, ці правила абстрактну ситуацію рівнянь Максвелла (з мови Ь_т), так би мовити, “доводять до числа”, до експериментальної ситуації, до вимірних величин мови П_О.

3.5.1. Наукова теорія як складна система

Наукову теорію як складну систему можна подати такою, що складається принаймні з чотирьох підсистем:

а) логіко-лінгвістичної;

б) модельно-репрезентативної;

в) прагматико-процедурної та;

г) проблемно-евристичної [29].

Тут доречно нагадати підрозділ 2.2, і особливо те в ньому, що стосується мови взагалі, і мови науки зокрема. Справа в тому, що у мовній формі виражається будь-яка інформація про зовнішній і внутрішній світ людини. Але не вся вона має відношення до науки і тим більше до наукових теорій. Так, за допомогою мовних засобів викладається зміст літературних творів, виписуються медичні рецепти, описуються рекомендації з керування автомашиною, задаються правила поведінки в суспільстві й т. д. Мінімальною вимогою до того, щоб знання, яке виражається за допомогою мови, було науковим, є особлива форма його викладу. Вона повинна бути досить переконливою, упорядкованою, несуперечливою, такою, що піддається перевірці, допускати рух як від загального до часткового, так і навпаки. Багато цих якостей знання підпадають під поняття його логічної організації.

Відзначимо, що логічно організувати можна лише те, що вже має мовну форму вираження. Саме логіко-лінгвістична підсистема і забезпечує функціонування наукової теорії як способу мовного (або лінгвістичного) вираження і логічної організації знання.

У цій підсистемі виділяються такі елементи, які утворюють відповідні рівні її ієрархії:

- поняття;

- алфавіти (словники) мов наукової теорії;

- правила побудови виразів мов наукової теорії з елементів алфавітів;

- мови наукової теорії, що є системами виразів;

- правила перетворення одних виразів на інші;

- аксіоми (подані у вигляді певних виразів основні закони і положення теорії);

- особливі (у тому числі логічні) правила виведення з аксіом наслідків (теорем, виведених законів);

- обчислення (у тому числі логічні), які є системами, що складаються з аксіом, правил виведення і теорем;

- логічні різноманіття, які є певними системами обчислень і прикладом яких можуть служити вежі обчислень.

Багато з перерахованих елементів мають системну природу, тобто є особливими системами. Так, наукові поняття, як правило, є складними системними утвореннями, в яких виділяються різні взаємопов’язані елементи (сторони понять).

Перераховані вище елементи і рівні логіко-лінгвістичної підсистеми у всьому їхньому складі не обов'язково виявляються у всіх реально існуючих теоріях, тобто розглянута ієрархія є в певному сенсі “ідеальною”. Особливо це стосується вищих її рівнів. Пояснюється це, по-перше, тим, що теорії можуть перебувати на різних етапах розвитку, що зазвичай проявляється в русі знизу вгору в цій “ідеальній” ієрархії. Чим вищий розвиток теорії, тим більше число рівнів вона містить.

По-друге, ступінь розвитку теорії виражається й у відокремленості, і в розвиненості кожного з її рівнів. Так, наприклад, у фізиці (за винятком статики) до Г. Галілея практично не використовувалась математика з її численними мовами. Фізичні поняття виражалися за допомогою природної мови, а операції з ними здійснювалися за її правилами. Лише з появою математичних мов, типу мов диференціального та інтегрального обчислень, відкрились можливості для адекватного вираження багатьох понять фізики (швидкість, прискорення, сила та ін.) і встановлення між ними зв'язків, які відображають реальні відносини фізичного світу. Проте і зараз у теоріях класичної фізики фактично не виділені рівні логічних обчислень, і тим більше рівень веж обчислень.

По-третє, методологія науки приділяла різну увагу вивченню цих рівнів. Якщо мати на увазі точні методи методології, то найбільший успіх був досягнутий при вивченні рівня логічних обчислень.

Звернемося тепер до модельно-репрезентативної підсистеми. Її складна на перший погляд назва відображає те, що ця підсистема функціонує як система властивих теорії форм і способів уявлення (репрезентації) зовнішньої реальності.

Знання, пов'язане з теорією, розглядається з боку цієї підсистеми не в плані його мовного вираження і логічної організації, а в плані того, як воно подає зовнішні об'єкти в єдності з їхніми властивостями, відносинами, закономірностями і тенденціями.

В ході розвитку теорії бачення світу перетерплює істотні зміни. Загальною тенденцією тут є перехід від повсякденних уявлень (моделей) реальності до таких, які не мають безпосередньо-почуттєвих аналогів. Наприклад, антична фізика моделювала матеріальний світ як систему досить відчутних фізичних стихій (води, землі, вогню і повітря) та їхніх властивостей. Класична фізика уявляє світ інакше, трактуючи його як динамічну систему взаємодіючих за допомогою сил матеріальних точково- подібних корпускул, які мають просторове положення і масу.

Більш багату і разом з тим ще більш далеку від повсякденних уявлень картину світу змальовує сучасна фізика. Основу світу вона бачить в існуванні декількох сотень видів різних елементарних частинок, які мають значний перелік незвичайних властивостей: спін, електричний, адронний, лептонний та інші заряди. Елементарні частинки вже не розглядаються як незмінні об'єкти - вони перетворюються один на одного, перебувають у неспинній взаємодії з вакуумом, закономірності їхньої поведінки визначаються еволюцією Всесвіту в цілому.

Кожній окремій фізичній теорії властивий особливий клас більш часткових моделей. Так, основними моделями теорії коливань є моделі маятника, гармонічного і ангармонічного осцилятора, а сучасної теорії елементарних частинок - моделі кварків, моделі партонів, модель струн, модель суперструн і т. д.

Ця ситуація характерна не тільки для фізичних, хімічних, біологічних та інших природничо-наукових теорій. Вона такою ж мірою проявляється і при більш уважному аналізі соціальних теорій. Так, економічні теорії “дивляться” на економічні явища і відносини крізь призму моделей ринку, товарно-грошових відносин, простого і розширеного відтворення і под. Більш абстрактними є такі математичні моделі економіки, як балансові, системи масового обслуговування, міжгалузеві, керування запасами, госпрозрахункового підприємства, господарського об'єднання і под.

Таким чином, сукупність моделей реальності, використовуваних науковою теорією, є такою же істотною її характеристикою, як і її мови. Але як мови не є елементами вихідного рівня ієрархії логіко-лінгвістичної підсистеми, так і моделі перебувають на досить високих рівнях ієрархії модельно-репрезентативної підсистеми.

Розглянуті підсистеми розкривають те, що можна було б назвати анатомією теорії, тобто її будовою, яку розуміють як сукупність пов'язаних між собою елементів. Ці підсистеми тільки частково відображають деякі аспекти “життєдіяльності” теорії, процеси, які протікають у ній, принципи регуляції цих процесів.

Слід зазначити, що саме уявлення про цю “життєдіяльність” залежить від наявної картини будови теорії. Пояснимо це положення на наступному прикладі. Якби наші погляди на анатомію людини зводилися винятково до виділення кістяка, то, щоб бути послідовними, ми були б змушені єдиним видом життєдіяльності людини вважати її механічні рухи. Поза нашим полем зору залишилися б різні процеси травлення, передавання нервових імпульсів, м'язових скорочень, не кажучи вже про найскладніші і поки маловивчені процеси навчання, запам'ятовування, мислення і свідомості. Щось подібне відбулося й у ті часи вивчення теорії, коли вона ототожнювалася з її логіко-лінгвістичною підсистемою. Тоді як практично єдиний гідний теорії вид її життєдіяльності розглядалися процеси міркувань і доказів, які протікають за дедуктивною схемою.

Чим повніше і глибше наше уявлення про будову теорії, тим повніші і глибші наші погляди на властиві теорії форми “життєдіяльності”. Щодо цього принципово важливим, поряд з виділенням модельно- репрезентативної підсистеми, виявляється і виділення проблемно- евристичної підсистеми як особливої частини будь-якої наукової теорії.

Це виділення обумовлене тією вагомою обставиною, що з практичної точки зору наукова теорія виступає незамінним інструментом постановки і розв’язання різних пізнавальних і практичних завдань. Причому умовою розв’язання більшості практичних завдань є постановка і розв’язання їхніх теоретичних аналогів. Наростаючі в житті, на практиці протиріччя при їхньому теоретичному осмисленні трансформуються в теоретичні проблеми, які повинні бути вирішені теоретичними засобами і методами. В свою чергу, отримані теоретично розв’язанням теоретичних проблем повинні вказати шляхи найбільш ефективного розв’язання практичних завдань і протиріч, які стоять за ними.

Багато в чому завдяки проблемно-евристичній підсистемі здійснюється зв'язок внутрішніх і зовнішніх механізмів розвитку наукової теорії. З одного боку, потреби, що виникають у суспільстві, і протиріччя приводять до постановки практичних завдань, з розв’язанням яких пов'язується досягнення тих або інших корисних для суспільства результатів. З іншого боку, такі практичні завдання, не знаходячи рішення на досягнутому рівні, трансформуються в ще не вирішені даною теорією теоретичні завдання. Вирішити ці завдання виявляється можливим лише через подальший розвиток теорії.

Суспільна природа людини така, що вона завжди намагається змінити, перетворити навколишню дійсність. Інша справа, що це намагання не повинно вести до її руйнування, яке підриває основи буття людини. Але в кожному разі людині важливо не тільки пізнати цю дійсність, але й практично перетворити її. Більше того, за великим рахунком пізнання світу виступає як умова його перетворення. Відповідно до цього і наукова теорія може бути розглянута як особливий механізм розв’язання пізнавальних і практичних завдань.

Як немає універсальних машин і механізмів, здатних виконувати будь-які дії та операції, так і немає теорій, що виступають як “вирішальники” будь-яких проблем, - коло розв'язуваних завдань завжди більш-менш обмежене. В цьому плані важливою сутнісною характеристикою теорії є система розв'язуваних нею проблем. Ця система не залишається незмінною в процесі розвитку теорії. Після розв’язання старих проблем виникають нові, переглядаються наявні методи розв’язання, одні завдання розглядаються як окремі випадки інших і т. д. Щоб переконатися в цьому, досить порівняти ті завдання, які хвилювали античних геометрів, і ті, над якими б'ються сучасні математики.

Відзначимо, що в ході розвитку науки більшість її проблем виникають відразу як проблеми теорії, і їх тим більше, чим досконаліша наука. Дійсно, багато проблем, які зараз вважаються теоретичними і вирішуються теоретичними методами, вперше були поставлені до виникнення перших наукових теорій. Однак згодом бурхливий розвиток науки істотно змінив ситуацію - складність і нетривіальність проблем, розв'язуваних сучасною наукою, майже не залишає шансів для їхньої постановки людям, що не знають відповідних теорій, тобто дилетантам.

Проблемно-евристична підсистема охоплює і такі аспекти наукового знання (тісно пов'язані з його проблемним характером), як евристичність, відносний ступінь обґрунтованості і строгості, гіпотетичність. Навіть у математичних теоріях, які вважаються втіленнями строгості й точності, використовуються недостатньо обґрунтовані методи, індуктивним способом знаходяться рішення багатьох завдань, висуваються гіпотези, ідеї. Відзначимо, що іноді гіпотези виявляються істинними і переходять у розряд законів теорії. В інших випадках вони спростовуються і виключаються з теорій. Але і серед них нерідко є гіпотези та ідеї, що принесли певну користь, але надалі виявились неспроможними.

Сказане підводить до думки про співіснування двох частин розглянутої підсистеми - проблемної та евристичної. Основними елементами проблемної частини проблемно-евристичної підсистеми є задачі, запитання, завдання, запити, а до евристичної частини належать гіпотези, ідеї, різні види евристик, прийоми, методи, які ефективно працюють, але поки ще недостатньо обґрунтовані. Вони є основою для побудови гіпотетичних, евристичних і под. мов, на базі яких потім (на більш високих рівнях цієї підсистеми) створюються обчислення гіпотез, ідей, алгебри евристик.

Відзначимо, що в розглянутих вище підсистемах кожному їхньому елементу властиві свої форми ’’життєдіяльності”. Так, у логіко- лінгвістичній підсистемі одні твердження виводяться з інших; у модельно- репрезентативній підсистемі деякі факти отримуються в результаті індуктивних узагальнень; у проблемно-евристичній підсистемі розв’язуються завдання і т. д. Крім того, теорія не буде інструментом діяльності, якщо вчений не переконаний у достатній обґрунтованості та ефективності її методів, в адекватності її моделей, у принциповій можливості розв'язання пов'язаних з нею проблем, в обґрунтованості її вихідних аксіом, у правильності властивих їй методів і способів міркування і т. д. Іншими словами, кожен з елементів теорії, крім властивих йому форм життєдіяльності, характеризується й особливими ціннісними, оціночними властивостями. Найбільш відома така властивість пов'язана з оцінюванням істинності тверджень. Причому зауважується різниця між суб'єктивними оцінками і об'єктивною істинністю. Багато хто вважає, що тільки об'єктивна істинність, а не переконаність здатна “поховати” теорію або врятувати її від загибелі.

Проте історії науки відомо чимало прикладів оберненого. Так, саме переконаність у правильності електромагнітної теорії англійського фізика Джеймса Максвелла (1831-1879) дозволила німецькому фізику Генріху Герцу відкрити електромагнітне випромінювання. Сумнів у правильності просторово-часових уявлень класичної механіки стимулював А. Ейнштейна в створенні теорії відносності. Без упевненості в справедливості закону збереження матерії не була б відкрита така елементарна частинка, як нейтрино. А без віри в поняття нескінченно малої величини, яке ввів Готфрід Лейбніц (1646-1716), не з'явився б у сучасній математиці такий її напрямок, як нестандартний аналіз. Ряд подібних прикладів можна продовжити.

Однак істинність - не єдина і аж ніяк не універсальна оцінка елементів теорії. Так, розв’язання задач може оцінюватися в плані їхньої оригінальності, простоти, ступеня універсальності, методи - у плані евристичності, раціональності й т. д.

Таким чином, ми дійшли висновку, що в структурі наукової теорії має сенс виділити також прагматико-процедурну підсистему, яка, в свою чергу, складається з двох частин - операціональної та аксіологічної. Основними елементами першої є когнітивні методи, процедури, алгоритми дій (іменування, дедукції, індукції, побудови моделей, розв’язання задач) з різними елементами з інших підсистем теорії, а також з об'єктами предметної області теорії (процедури вимірювань, спостережень, експериментів). Аксіологічна частина містить систему різних оцінок, норм, цілей. З них можуть утворюватися різні алгебри та обчислення.

Не дивлячись на виняткову важливість останніх двох частин, вони до теперішнього часу методологічно маловивчені. Однак, слід зазначити, що й інші підсистеми досліджені тільки частково, неповно.

Наведемо тепер кілька прикладів зв'язків між підсистемами наукової теорії. Якщо звернути увагу на зв'язки модельно-репрезентативної підсистеми з іншими підсистемами, то ми побачимо, що моделі описуються деякою мовою (зв'язок з логіко-лінгвістичною підсистемою), будуються за допомогою певних процедур і алгоритмів (зв'язок з прагматико-процедурною підсистемою), а сама побудова в багатьох випадках заснована на тих або інших ідеях і гіпотезах (зв'язок з проблемно-евристичною підсистемою). Тим самим, для повноти опису теорії має сенс виділити також і підсистему зв'язків між її першими чотирма підсистемами.

3.5.2. Теорія і реальність

Вкажемо ще на один аспект відношення теорії до реальності. Астро­номія з часів давньогрецького математика й астронома Евдокса (408 - 355 до н. е.), - від Птолемея і до Коперніка - керувалася так званим принципом “порятунку явищ”: вона розглядала свої теорії як зручні математичні фікції, з яких варто надати перевагу тим, які найбільш добре узгоджуються зі спостережуваними фактами (“рятують явища”). Цей принцип базувався на характерній для античної (і близької до неї середньовічної) науки відмінності математичного і фізичного підходів: математик може сконструювати модель, за допомогою якої можна описати рух небесних тіл, але його конструкція не претендує на розкриття реальних причин цього руху; таке пояснення, як думали стародавні та середньовічні астрономи, може дати лише фізика, а не математика. Поділ фізики як науки, що пояснює причини, і математики як науки, що конструює гіпотези для “порятунку явищ”, базувався ще на одній передумові, а саме на переконанні, що астрономія, у якій саме і застосовуються математичні фікції, завжди має справу з приладами, а тому її висновки лише приблизні [30].

3.6.