Глава 6. Функции научной теории: объяснение и предсказание

Для чего нужна теория? – Главным образом, для того, чтобы систематизировать знания, полученные в определенной области, объяснить нам наблюдаемые положения вещей, экспериментальные факты и подсказать, что нас может ожидать в дальнейшем. Объяснение и предсказание окружающих нас вещей и явлений представляет собой важнейшую функцию науки в целом и научной теории, в частности.

6.1. Дедуктивно-номологическое объяснение

Понятие объяснения широко используется в повседневном языке, в котором объяснить какое-либо явление означает сделать его ясным, понятным для нас. В своем стремлении понять окружающий мир люди создавали мифологические, религиозные, натурфилософские системы, объясняющие события повседневной жизни и явления природы. В течение последних столетий функция объяснения окружающего мира постепенно перешла к науке. В настоящее время именно наука делает для нас понятными встречающиеся явления, поэтому научное объяснение служит образцом для всех сфер человеческой деятельности, в которых возникает потребность в объяснении.

Наиболее широкой известностью и почти всеобщим признанием пользуется дедуктивно-номологическая модель научного объяснения, четкую формулировку которой в современной методологии познания обычно связывают с именами К.Поппера и К.Гемпеля. «Дать причинное объяснение некоторого события, - пишет Поппер, - значит дедуцировать описывающее его высказывание, используя в качестве посылок один или несколько универсальных законов вместе с определенными сингулярными высказываниями – начальными условиями» (Поппер К.Р. Логика и рост научного знания. М., 1983, с. 83). Для иллюстрации воспользуемся простым примером. Допустим, мы наблюдаем некоторое событие, состоящее в том, что нить, к которой подвешен груз 2 кг, разрывается. Мы можем спросить: почему данная нить порвалась? Ответ на этот вопрос дает объяснение, которое строится следующим образом.

Нам известно общее положение, которое можно считать законом: «Для всякой нити верно, что если она нагружена выше предела своей прочности, то она разрывается». Представим данное общее утверждение в символической форме: «Ах (Рх --- Qx)» («Для всякого х (Ах), если х нагружен выше предела своей прочности (Рх), то х разрывается (Qx)»). Нам известно также, что данная конкретная нить, о которой идет речь, нагружена выше предела ее прочности, т.е. истинно единичное предложение «Данная нить нагружена выше предела ее прочности», символически: «Ра». Из общего утверждения, говорящего обо всех нитях, и единичного утверждения, описывающего наличную ситуацию, мы делаем вывод: «Данная нить разрывается», символически: «Qа». Теперь наше рассуждение мы можем представить в символической форме:

Ах (Рх --- Qx)

Ра

_____________

Qа

Это и есть простейший вариант того, что называют «дедуктивно-номологической схемой» научного объяснения. С логической точки зрения, данное объяснение представляет собой вывод по правилам логики некоторого высказывания из других высказываний, принятых в качестве посылок. С точки зрения методологии познания, объяснить какое-то явление значит подвести это явление под соответствующий закон.

Легко заметить, что представленная структура объяснения выражает логический вывод modus ponens, посылки которого называются экспланансом (объясняющее), а следствие – экспланандумом (объясняемое). Эксплананс должен включать в себя по крайней мере одно общее утверждение и экспланандум должен логически следовать из эксплананса. Мы привели простейший вариант дедуктивно-номологического объяснения. Он допускает разнообразные модификации и обобщения. В общем случае в эксплананс может входить несколько общих и единичных утверждений, а вывод – представлять собой цепочку логических умозаключений. На месте экспланандума может находиться как описание отдельного события, так и общее утверждение (закон), и даже теория. К. Гемпель разработал вариант индуктивно-вероятностного объяснения, в котором используемое для объяснения общее положение носит вероятностно-статистический характер. Если ограничиться дедуктивно-номологическим объяснением, то его общую схему можно представить следующим образом:

L1, L2, L3,… - Общие законы Эксплананс

С1, С2, С3,… - Утверждения о начальных условиях

__________________________________________ Логический вывод

Е - Описание объясняемого явления Экспланандум

Каковы наиболее характерные особенности дедуктивно-номологического объяснения? Важнейшая из них, по-видимому, состоит в том, что оно придает необходимый характер объясняемому событию. В самом деле, дедуктивно-номологическое объяснение представляет собой логическое выведение объясняемого положения из некоторых посылок, и если эти посылки истинны, а их истинность – одно из условий корректности объяснения, то выведенное положение необходимо должно быть истинно. Выражая это в других терминах, мы можем сказать, что при дедуктивно-номологическом объяснении некоторого события мы указываем причину или условия существования этого события, и если причина имеет место, то с естественной необходимостью должно существовать и ее следствие. Мы связываем объясняемое событие с другими событиями и указываем на закономерный характер этих связей. Поэтому, если указанные законы справедливы, а условия их действия реально существуют, то обсуждаемое событие должно иметь место и в этом смысле является необходимым.

Как, например, Фарадей объяснил непонятный до него опыт Араго? Этот опыт состоял в следующем: если над магнитной стрелкой вращать медный диск, то стрелка также начнет вращаться в том же направлении; и обратно, если над подвешенным медным диском вращать магнит, то вскоре и диск начнет вращаться. Медный диск не намагничивается, поэтому магнит не может оказывать на него никакого влияния. Так почему же он все-таки вращается? Это было неясно и требовало объяснения. Фарадей ввел представление о магнитных силовых линиях, окружающих намагниченное тело; об индукционном токе, возникающем в теле при пересечении магнитных силовых линий; о порождении магнетизма электрическим током. Это позволило ему сформулировать эксплананс искомого объяснения в виде ряда законов: «Каждый магнит окружен магнитными силовыми линиями»; «Если проводник пересекает магнитные силовые линии, то в нем возбуждается электрический ток»; «Индукционный электрический ток порождает в проводнике магнетизм, т.е. делает его магнитом»; «Если один из находящихся рядом магнитов вращается, то начинает вращаться и другой магнит» и т.п. Присоединив к этим общим утверждениям единичное высказывание «Данный магнит, подвешенный вблизи от медного диска, вращается», Фарадей смог вывести из них экспланандум: «Поэтому вращается и медный диск». Он связал это вращение с действием законов природы, т.е. показал, что оно было необходимо. И если раньше казалось странным, что медный диск вращается, то теперь было бы странным, если бы он остался в покое.

Вторая важная особенность дедуктивно-номологического объяснения, на которую следует обратить внимание, тесно связана с первой. Общее утверждение, входящее в его эксплананс, должно быть законом природы, т.е. выражать необходимую связь явлений. В противном случае мы не получим объяснения. По своей логической форме закон природы неотличим от так называемых «случайно истинных обобщений», т.е. некоторых общих утверждений, которые в силу случайных обстоятельств оказались истинными, например, «Все жильцы нашего подъезда имеют загородные дачи», «Все члены данного ученого совета – лысые», «Возраст всех присутствующих в данной аудитории не превышает 30 лет» и т.п. И законы природы, и случайно истинные обобщения выражаются общими высказываниями, но последние нельзя использовать для объяснения. Например, пусть истинно высказывание «Все мои друзья знают английский язык». Кто-то спрашивает об одном из моих друзей: «Почему это Г. так хорошо знает английский язык?». Я даю ему «объяснение»: Г. – мой друг, а все мои друзья хорошо знают английский язык, вот поэтому-то и Г. хорошо знает английский язык. Конечно, это никакое не объяснение: дружба с кем-то не является причиной хорошего знания иностранного языка, и возможно, уже завтра мое обобщение станет ложным, если мне посчастливится подружиться с человеком, не знающим английского языка.

Но отличить закон от случайно истинного обобщения может только научная теория: если общее высказывание включено в теорию, то оно выражает закон природы; если же общее высказывание не является элементом теории, то скорее всего оно является лишь случайно истинным.