9.3. Как происходит научное познание?

Структура научного познания включает в себя два уров­ня, или два этапа.

1. Эмпирический уровень (от греч. «эмпейрия» — опыт) — это накопление разнообразных фактов, наблюдае­ мых в природе. v

2. Теоретический уровень (от греч. «теория» — мысленное созерцание, умозрение) представляет собой объяснение накопленных фактов.

Нередко можно услышать ошибочное утверждение о том, что теория вытекает из фактов, или, иначе говоря, что с первого «этажа» научного познания (эмпирического) на

358

второй (теоретический) есть плавный переход в виде неко­ей удобной «лестницы». В действительности всё обстоит иначе и сложнее. Теория не вытекает из фактов по той при­чине, что они сами по себе ничего не говорят и ни о чем не свидетельствуют. Наверняка все сталкивались с широко распространенным словосочетанием «голые факты», но многие ли задумывались над тем, что оно означает? По всей видимости, данное понятие указывает на то, что факты безмолвны и из них ничего не вытекает, кроме... самих фактов. Например, существует постоянно наблюдаемый нами факт медленного дневного движения Солнца по не­босводу с востока на запад. О чем он говорит? О том, что Солнце вращается вокруг неподвижной Земли? Или, мо-I жет быть, о том, что, наоборот, Земля вращается вокруг не­подвижного Солнца? Или же о том, что и Солнце, и Земля

■ вращаются друг относительно друга? А может быть, ни о том, ни о другом, ни о третьем, а о чем-то еще? Как видим, на один факт приходится несколько различных и даже вза­ имоисключающих объяснений. Однако если бы объясне­ ние фактов, или теория, вытекала непосредственно из них, то никаких разногласий не было бы: одному факту строго

[соответствовало бы только одно определенное объяснение. Если теория вытекает не из фактов, тогда откуда она бе­рется? Теория выдвигается человеческим разумом и при­меняется к фактам с целью их объяснения. Причем перво-

■ начально разум создает не теорию, а гипотезу, т.е. теорети- ! ческое предположение, своего рода предтеорию, которая

мысленно накладывается на факты. Гипотеза — это пред-«положение, как правило, научного характера, выдвигае-)мое с целью объяснения каких-либо объектов, явлений, со-! бытии и т. п. От простого предположения, например до-' Гадки, гипотеза отличается большей сложностью и обосно-\ ванностью. В том случае, если она согласует (состыкует) , Между собой факты, свяжет их в единую картину и даже ! Предвосхитит обнаружение новых, ещё неизвестных фак-i тов, то она превратится в теорию и на долгое время займет

359

господствующие позиции в том или ином разделе научного знания. Если же, наоборот, гипотезе не удастся согласовать между собой все имеющиеся в какой-либо области действи­тельности факты и связать их в единую картину, то она бу­дет отброшена и заменена новой гипотезой. Точно ответить на вопрос, почему некий ученый выдвигает для объясне­ния каких-нибудь фактов именно такую гипотезу, а не иную, невозможно, потому что ее создание — это во многом интуитивный акт, представляющий собой тайну научного творчества. Только после соотнесения гипотезы с фактами выясняется ее большая или меньшая состоятельность, про­исходит ее подтверждение или опровержение. Как уже го­ворилось, гипотеза может наложиться на факты более или менее удачно, и именно от этого будет зависеть ее дальней­шая судьба. '

Взаимодействие эмпирического и теоретического уров­ней научного познания можно условно сравнить со всем из­вестной игрой в детские кубики, на которых изображены фрагменты различных картинок. Допустим, в набор вхо­дит девять кубиков. Каждая грань любого кубика является фрагментом какой-либо картинки, состоящей, таким обра­зом, из девяти частей. Поскольку у кубика шесть граней, то из набора можно составить шесть различных картинок. Чтобы ребенку было проще складывать.кубики в опреде­ленной последовательности, к набору прилагается шесть картинок-трафаретов, или рисунков, глядя на которые он находит нужные фрагменты. Так вот, беспорядочно раз­бросанные кубики в нашей аналогии — это факты, а кар­тинки-трафареты — это мысленные построения (гипотезы и теории), на основе которых пытаются упорядочить и свя­зать факты в некую систему. Бели желаемая картинка из кубиков не получается с помощью выбранного трафаретно­го рисунка, значит, выбран не тот рисунок и его следует за­менить другим, соответствующим картинке, которую за­думано построить. Так же, если с помощью некоей гипоте­зы из имеющихся фактов не складывается упорядоченная

360

картина, значит, эта гипотеза должна быть заменена ка-кой-либо другой. Правильно выбранный трафарет при со­ставлении кубиков — это та самая гипотеза, которая удач­но накладывается на факты, находит свое подтверждение и превращается в теорию.

Итак, научное познание состоит из двух «этажей»: нижнего — эмпирического и верхнего — теоретического. Причем второй «этаж», будучи надстроенным над первым, должен без него рассыпаться: теория для того и создается, Чтобы объяснить факты (если их нет, то и объяснять нече­го). Теоретический уровень познания невозможен без эм-| пирического, но это не означает, как уже говорилось, что теория вытекает из фактов. При всей взаимосвязи этих двух уровней, они тем не менее достаточно автономны: между нижним и верхним «этажами» научного познания

• не существует прямой и удобной «лестницы», попасть с |, одного на другой можно только «скачком», который пред­ ставляет собой не что иное, как выдвижение гипотезы с ее последующим подтверждением и превращением в теорию

• или же — опровержением и заменой новой гипотезой.

Большая часть современного научного знания построе-Ыа с помощью гипотетико-дедуктивного мето-\ д а, предполагающего выполнение алгоритма, который со­стоит из четырех звеньев. Сначала обнаруживаются опре­деленные факты, относящиеся к какой-то области действи­тельности. Затем выдвигается первоначальная гипотеза, Обычно называемая рабочей, которая на основе некоей ре­гулярности, повторяемости найденных фактов конструи­рует наиболее простое их объяснение. Далее устанавлива-|'ются факты, которые не встраиваются (не вписываются) в |него. И наконец, уже с учетом этих выпадающих из перво-'начального объяснения фактов создается новая, более раз-аботанная, или научная гипотеза, которая не только со­гласует все имеющиеся эмпирические данные, но и позво­ляет предсказать получение новых. Говоря иначе, из нее йюжно вывести (дедуцировать) все известные факты, а так­же указание на неизвестные (т.е. пока не открытые).

361

Например, при скрещивании растений с красными и белыми цветками у получающихся гибридов цветки чаще всего бывают розовыми. Это обнаруженные факты, на осно­ве которых можно предположить (создать рабочую гипоте­зу), что передача наследственных признаков происходит по принципу смешивания, т.е. родительские признаки пе­реходят к потомству в некоем промежуточном варианте (такие представления о наследственности были распро­странены в первой половине XIX в.). Однако в это объясне­ние не вписываются другие факты. При скрещивании рас­тений с красными и белыми цветками пусть не часто, но всё же появляются гибриды не с розовыми, а с чисто крас­ными или белыми цветками, чего не может быть при усред­няющем наследовании признаков: смешав, например, кофе с молоком, нельзя получить черную или белую жид­кость. Для того чтобы вписать эти факты в общую картину, требуется какое-то иное объяснение механизма наслед­ственности, необходимо изобретение другой, более совер-шенной (научной) гипотезы. Как известно, она была созда­на в 60-х годах XIX в. австрийским ученым Грегором Менделем, который предположил, что наследование при­знаков происходит не путем их смешивания, а, наоборот, посредством разделения. Наследуемые родительские при­знаки передаются следующему поколению с помощью ма­леньких частиц — генов. Причем за какой-либо признак отвечает ген одного из родителей (доминантный), а ген дру­гого родителя (рецессивный), также переданный потомку, никак себя не проявляет. Вот почему при скрещивании растений с красными и белыми цветками в новом поколе­нии могут быть или только красные, или только белые цветки (один родительский признак проявляется, а другой подавляется). Но почему появляются также растения с ро­зовыми цветками? Потому что нередко ни один из роди­тельских признаков не подавляется другим и оба они про­являются у потомков. Эта гипотеза, столь удачно объяс­нившая и согласовавшая между собой различные факты,

362

превратилась впоследствии в стройную теорию, которая положила начало развитию одной из важных областей био­логии— генетики.

Кстати, из-за распространенных в первой половине |' XIX в. представлений о наследственности, по которым при -•передаче признаков от одного поколения к другому проис­ходит их смешивание, долгое время находилась под угро­зой краха эволюционная теория Чарльза Дарвина, в основе ^которой лежит принцип естественного отбора. Ведь если происходит смешивание наследуемых признаков, значит, они усредняются. Следовательно, любой, даже самый вы­годный для организма признак, появившийся в результате гации (внезапного изменения), со временем должен ис­чезнуть, раствориться в популяции, из чего вытекает не-; возможность действия естественного отбора. Британский [инженер и ученый Френсис Дженкин доказал это строго [математически. «Кошмар Дженкина» на протяжении мно-: лет отравлял жизнь Ч. Дарвину, но убедительного от-га на вопрос он так и не нашел, иначе к его славе автора 1юционной теории добавилась бы еще и слава создателя гики...

Обратим внимание на то, что удачность какой-либо ги­потезы определяется не только численностью фактов, ко-эрые вписываются в нее (или выводятся из нее), но и ко-1еством теоретических средств, которые для этого при­пекаются. Гипотеза, а впоследствии и теория является ем более эффективной и тем на более длительный срок целяет развитие какой-либо области научного знания, более малыми теоретическими средствами она объяс-яет по возможности больший круг явлений. Например, «он всемирного тяготения выражается довольно про-1М принципом: любые два тела притягиваются друг к с силой прямо пропорциональной произведению их и обратно пропорциональной квадрату расстояния ними. Однако этим принципом объясняется очень экий круг явлений окружающего мира: от падения

363

яблока на землю до движения планет вокруг Солнца. Здесь следует отметить, что сказанное относится по преимуще­ству к общим гипотезам. Помимо общих, гипотезы также бывают частными и единичными.

С точки зрения логики гипотезы представляют собой высказывания, истинность или ложность которых еще не установлена. Поэтому наиболее простая их классификация опирается на форму суждений, в которых они выражают­ся. Таким образом, гипотезы, как и суждения, разделяют­ся на общие, частные и единичные. Общие — это предпо­ложения обо всем множестве изучаемых объектов, част­ные — о некоторых элементах какого-либо множества, единичные — о конкретных, отдельных объектах или яв­лениях. Например, гипотеза Возможности любого челове­ческого организма в обычных условиях жизни задейство­ваны в очень незначительной степени является общей; ги­потеза Некоторые звезды нашей Галактики имеют спутни­ки-планеты, на которых есть благоприятные условия для зарождения и дальнейшей эволюции различных форм жизни относится к частным, а гипотеза: Солнечная систе­ма произошла из гигантской газово-пылевой туманности под влиянием электромагнитных и гравитационных сил приблизительно 5 млрд. лет назад — к единичным.

Вопросы и задания

1. Что представляет собой структура научного познания? Охарактеризуйте его эмпирический и теоретический уровни. Как они вза­ имодействуют? Справедливо ли утверждение о том, что теория вытекает из фактов? Почему из фактов невозможно напрямую вывести их объясне­ ние? Приведите примеры, иллюстрирующие это.

2. Если теория не вытекает из фактов, тогда откуда она выводится? Что такое гипотеза? Чем она отличается от простого предположения, на­ пример догадки? Каким образом гипотеза превращается в научную тео­ рию? Каковы основные условия эффективности гипотезы? Возможно ли точно ответить на вопрос, почему некий ученый выдвигает именно такую гипотезу для объяснения каких-либо фактов, а не иную? Приведите по одному примеру подтверждения и опровержения гипотезы.

364

3. Чем объясняется то, что эмпирический и теоретический уровни на- > познания, с одной стороны, тесно взаимосвязаны, а с другой — до-

аточно автономны?

4. Что такое гипотетико-дедуктивный метод? Какие этапы проходит > познание, базирующееся на нем? Чем отличается рабочая гипоте-

1 от научной? Приведите какие-либо примеры из истории науки, аллю* нрующие применение гипотетико-дедуктивного метода.

5. Что представляют собой общие, частные и единичные гипотезы? (риведите по два примера из истории естественных наук для каждого из

рвтих видов гипотез. Приведите один пример общей, частной и единичной [ из современного естествознания.