3. Теоретические научные методы

3.1. Теоретическое знание

В научно-ориентированных дискурсах термин «теория» и «теоретическое» (см.: Теория) используется в двух весьма отличных друг от друга значениях. В широком смысле слова под «теоретическим» понимается познавательная деятельность вообще. В этом смысле «теория» часто сопоставляется с практической деятельностью человека. Здесь обычно говорят о соотношении теории и практики, теоретической и практической деятельности человека. В более узком значении под теорией понимается не вся познавательная деятельность человека, а лишь высшие её уровни, где концентрируется знание о наиболее существенных и фундаментальных свойствах действительности, и также раскрываются основные её закономерности. Таким образом, теорию можно определить как органически целостную непротиворечивую систему взглядов, идей и представлений, в обобщённой форме раскрывающую существенные свойства и закономерные связи объективной действительности, на основе которых достигается объяснение и предсказание явлений. Современная наука представляет собой систему различных теорий, на основе которых удаётся построить объяснение эмпирических фактов и вывести предсказание новых.

В целом, теоретическое знание обладает дедуктивной структурой, где можно выделить некоторые общие понятия, принципы и гипотезы, составляющие теоретический базис и систему вытекающих из этого базиса следствий. Отличительной особенностью развитых теорий является использование математического формализма, реализующегося в аксиоматизации и формализации теорий, построении математических моделей и математических гипотез. Использование математического аппарата является мощным средством современного научного познания. В то же время теоретическое знание имеет сложную структуру, и формально математическая часть представляет лишь одну из сторон теории, но не всю теорию. Кроме этой части, теория включает в себя особую идеализированную модель действительности, оперирование которой осуществляется в форме мысленного эксперимента. Элементами, из которых она состоит, являются так называемые абстрактные объекты, связи и отношения которых образуют данную модель. Наличие таких объектов, замещающих в познании реальные вещи, их свойства и отношения, является характерной особенностью теоретического знания. Теоретический язык описывает отношения абстрактных объектов теоретической модели, которая так или иначе связана с наблюдаемой реальностью. Благодаря этой связи теоретические высказывания обретают объективный смысл. В основании сложившейся теории всегда можно обнаружить взаимосогласованную сеть абстрактных объектов, определяющих специфику данной теории. Эту сеть можно представить как фундаментальную теоретическую схему — абстрактную идеализированную модель действительности, изучаемой в рамках теории. Вокруг неё формируются частные теоретические схемы, входящие в состав научной теории. Кроме указанной модели, внутри развитой теории можно выделить и другие подсистемы абстрактных объектов.

Развёртывание теории может осуществляться по меньшей мере двумя способами: 1) путём формальных операций со знаками теоретического языка; 2) путём исследования методом мысленного эксперимента корреляций объектов, объединённых в теоретические схемы. В первом случае не обращают внимания на смысл знаков и оперируют с ними по некоторым правилам, образующим синтаксис принятого теоретического языка. При втором подходе обязательно эксплицируют содержание соответствующих знаковых выражений и вводят представления об абстрактных объектах, раскрывающих систему некоторых связей и отношений. Развёртывание знаний здесь осуществляется путём мысленного эксперимента с абстрактными объектами, исследование связей которых позволяет образовать новые абстракции и тем самым продвинуться в плоскости теоретического содержания, не обращаясь к приёмам формализованного мышления. Взаимосвязь двух способов построения теории означает, что исследователь время от времени корректирует движение в математическом формализме содержательными операциями с абстрактными объектами, а затем вновь переходит к формальному способу оперирования с данными объектами, исследуя их связи за счёт преобразования знаков математического языка в соответствии с его синтаксическими нормами.

Выбор исходных абстрактных объектов теории и установление их связей определяется не только характером экспериментов и наблюдений, но и принятой исследователем картиной мира, которая задает общие представления о структуре действительности, и с разных сторон может изучаться в целом наборе конкретных теорий. Частично представления картины мира входят в состав каждой из них, но в целом она выступает как синтетическое и весьма обобщённое представление о природе, опирающееся на конкретные теории. Смена картин мира меняет представления о структуре объектов природы, которые подлежат изучению в той или иной области науки. Соответственно этому перестраиваются уже сложившиеся теории, образующие данную отрасль знания.

Сложившаяся теория включает множество элементов, которые образуют структуру теории. Они фиксируются в особых языковых средствах: имеются высказывания, описывающие теоретическую схему, выражения, образующие математический аппарат; в состав теории входят также описания правил связи абстрактных объектов теоретической схемы с реальными объектами опыта и выражения, характеризующие указанные абстрактные объекты в терминах картины мира. Вся эта совокупность высказываний, связанных между собой, образует язык сложившейся научной теории.

Теория создается с целью объяснения какого-то класса явлений. Будучи построенной, она одновременно выступает и в функции объяснения, и в функции предсказания, которые тесно связаны друг с другом.

Объяснение является одной из наиболее важных задач научного знания. Именно в процессе объяснения раскрываются существенные стороны и отношения предметов, устанавливается внутренняя причинная взаимосвязь явлений и их закономерная обусловленность. Объяснить явление — значит установить его фундаментальные свойства и отношения, основную причинную обусловленность, выявить общие законы, которым оно подчиняется. С логической точки зрения объяснение представляет собой включение исследуемых объектов в систему теоретического знания, подведение их под общие положения и принципы науки, на основе чего достигается наиболее полное и глубокое понимание этих объектов.

Построение теории как попытки дать объяснение изучаемых явлений не означает завершение научного поиска (хотя и олицетворяет определённый этап развития науки). Учёные на базе имеющихся знаний всегда стремятся предсказать существование новых явлений. Эту задачу выполняет научное предсказание(предвидение, прогнозирование). Сущность предсказания состоит в том, что с его помощью удаётся предвосхитить ход и развитие событий или дать описание таких явлений, с которыми ещё не сталкивались наука и практика. Логической основой предсказания является наличие определённой теории, раскрывающей общие закономерности, на базе которых можно дедуцировать следствия, описывающие новые области действительности.

Таким образом, основной целью научной теории является установление общих закономерностей и объяснение на их основе непонятных явлений. Основной же функцией сформировавшихся теорией является объяснение и предсказание новых явлений.

В ходе своего развития теория всегда стремится охватить как можно больше фактов. До тех пор, пока эти факты относятся к той предметной области, основные законы которой отображены в теории, теория ассимилирует эти факты и успешно развивается. Но в своём развитии теория может столкнуться и с такими фактами, которые будут требовать для своего объяснения принципиально новых теоретических представлений. Подобное явление означает, что научное исследование столкнулось с принципиально новым типом объектов, природа которых не поддается описанию с позиций существующих теорий. Так как исследователь заранее не знает, что имеет дело с принципиально новым по своей природе объектом, то вполне понятно, что его первые попытки теоретического осмысления таких объектов, будут состоять в том, чтобы ассимилировать их в рамках существующих теорий. Это осуществляется до тех пор, пока в теории не возникают логические противоречия. Их наличие свидетельствует о том, что познание столкнулось с объектами, которые требуют принципиально новых теоретических представлений.

Построению новой теории всегда предшествует постановка научной проблемы. Проблема акцентирует внимание исследователя на парадоксах прежних теорий, требуя их разрешения. Она служит своеобразным промежуточным звеном между прошлым и будущим знанием, и её постановка является исходным пунктом зарождения и развития теории. Чтобы решить научную проблему, необходимо по-новому рассмотреть эмпирические факты. Новый способ их рассмотрения приводит к выдвижению гипотез, которые являются предварительной формой построения теоретического знания. Гипотеза — это предположение о явлениях действительности, их фундаментальных свойствах и развитии, это предположительное объяснение новых явлений, строящееся на основе ограниченного числа эмпирических данных. Ввиду того, что гипотеза носит вероятностный характер, она нуждается в логическом обосновании и эмпирическом подтверждении. Проверка осуществляется не путём непосредственного сопоставления гипотезы с эмпирическим материалом, а методом выведения целого ряда промежуточных гипотез, из которых непосредственно выводятся следствия, сопоставимые с эмпирической действительностью. В процессе этого обоснования гипотезы уточняются, перестраиваются или полностью отбрасываются. Гипотезы чаще всего возникают как попытка объяснить новые эмпирические факты, не согласующиеся с созданными теориями. Но они могут выдвигаться и из «внутритеоретических» соображений, например, из стремления усовершенствовать математический аппарат, обобщить его, найти его непротиворечивую интерпретацию. Такие гипотезы также могут быть плодотворными и приводить к открытию новых объектов.