Структура эмпирического знания.
а) данные наблюдения как тип эмпирического знания. “Протокольные предложения”;
б) эмпирические зависимости и эмпирические факты. Процедура формирования факта. Проблемы теоретической нагруженности факта.
Введение. Структура научного знания
Научное знание – это знание, получаемое и фиксируемое специфическими научными методами и средствами (абстрагирование, анализ, синтез, вывод, доказательство и т.д.). Традиционно принято выделять в структуре научного знания два основных уровня: эмпирический и теоретический. Они хоть и связаны, но отличаются друг от друга, каждый имеет свою специфику. Эмпиризм – направление в теории познания, признающее чувственный опыт единственным источником достоверного знания. Для эмпиризма характерна абсолютизация опыта, чувственного познания, принижение роли рационального познания (понятий, теории). Как целостная гносеологическая концепция эмпиризм сформировался в XVII—XVIII вв. Большой вклад в развитие эмпиризма внесли Фрэнсис Бэкон, Томас Гоббс, Джон Локк, Джордж Беркли. Элементы эмпиризма присущи позитивизму и неопозитивизму (логический эмпиризм).
Для понимания природы эмпирического знания важно различать по крайней мере три качественно различных типа предметов: 1) вещи сами по себе («объекты»); 2) их представление (репрезентация) в чувственных данных («чувственные объекты»); 3) эмпирические (абстрактные) объекты.
При всей близости содержания чувственного и эмпирического знания благодаря различию их онтологии и качественному различию форм их существования (в одном случае — множество чувственных образов, а в другом — множество эмпирических высказываний), между ними не может иметь место отношение логической выводимости одного из другого. Это означает, что эмпирическое знание неверно понимать как логическое обобщение данных наблюдения и эксперимента. Между ними существует другой тип отношения: логическое моделирование (репрезентация) чувственно данных в некотором языке. Эмпирическое знание не является непосредственным описанием объективной действительности. Эмпирическое знание является результатом интерпретации непосредственного наблюдения, предполагающая, знание некоторой теории.
Специфические чертах эмпирического исследования:
1) Эмпирическое исследование базируется на непосредственном практическом взаимодействии исследователя с изучаемым объектом.
2) Предполагает осуществление наблюдений и экспериментальную деятельность. Поэтому средства эмпирического исследования необходимо включают в себя приборы, приборные установки и другие средства реального наблюдения и эксперимента.
3) В качестве основных методов применяются реальный эксперимент и реальное наблюдение. Важную роль также играют методы эмпирического описания, ориентированные на максимально очищенную от субъективных наслоений объективную характеристику изучаемых явлений.
4) Эмпирическое исследование в основе своей ориентировано на изучение явлений и зависимостей между ними. На этом уровне познания сущностные связи не выделяются еще в чистом виде, но они как бы высвечиваются в явлениях, проступают через их конкретную оболочку.
5) Эмпирическая зависимость является результатом индуктивного обобщения опыта и представляет собой вероятностно-истинное знание.
6) Важнейшим элементом эмпирического исследования является факт, понятие которого будет раскрыто ниже.
1 Структура эмпирического знания
Необходимо отметить, что само эмпирическое знание имеет довольно сложную структуру, состоящую из нескольких уровней.
1.1 Данные наблюдения. “Протокольные предложения”
Первичным, простейшим уровнем эмпирического знания являются единичные эмпирические высказывания. Их содержанием является дискурсная фиксация результатов единичных наблюдений. Непосредственные результаты опыта - данные наблюдения в языке науки выражаются в форме особых высказываний - записей в протоколах наблюдения, которые называются “протокольными предложениями”.
Анализ смысла протокольных предложений показал, что они содержат не только информацию об изучаемых явлениях, но и, как правило, включают ошибки наблюдателя, наслоения внешних возмущающих воздействий, систематические и случайные ошибки приборов и т.п. Данные наблюдения, в силу того что они отягощены субъективными наслоениями, не могут служить основанием для теоретических построений.
1.2 Эмпирические факты
Итак, вторым, более высоким уровнем эмпирического знания являются факты.
Эмпирический факт – некий фрагмент объективной или субъективной реальности, переведенный с помощью мыслительной деятельности в плоскость знания. Эмпирический факт отличается от обыденного своей связью с научными понятиями. Научные факты представляют собой индуктивные обобщения протоколов, это — обязательно общие утверждения статистического или универсального характера. Они утверждают отсутствие или наличие некоторых событий, свойств, отношений в исследуемой предметной области и их интенсивность (количественную определенность). Их символическими представлениями являются графики, диаграммы, таблицы, классификации, математические модели.
Понятие «факт» имеет следующие основные значения:
1. Некоторый фрагмент действительности, объективные события, результаты, относящиеся либо к объективной реальности («факты действительности»), либо к сфере сознания и познания («факты сознания»).
2. Знание о каком-либо событии, явлении, достоверность которого доказана, т.е. синоним истины.
3. Предложение, фиксирующее эмпирическое знание, т.е. полученное в ходе наблюдений и экспериментов.
Второе и третье из названных значений резюмируются в понятии «научный факт». Последний становится таковым тогда, когда он является элементом логической структуры конкретной системы научного знания, включен в эту систему.
1.2.1 Теоретическая нагруженность фактов
В понимании природы фактов различают две крайние тенденции. Фактуализм подчеркивает независимость и автономность фактов по отношению к теории. В основе теоретизма лежит представление о том, что факты полностью зависят от теории, при смене теорий происходит изменение всего фактуального базиса науки.
Под теоретической нагруженностью эмпирического познания (опыта) обычно понимается та или иная его зависимость от теоретического уровня научного знания. Как правило, теоретическая нагруженность эмпирического познания нарастает при движении от наблюдения через измерение к эксперименту.
Уже в наблюдении присутствует некоторая гипотеза об объекте наблюдения, дана цель наблюдения, на основе которой субъект избирательно начинает относиться к чувственным восприятиям, явно или неявно выделяя из них те, которые в большей степени соответствуют его гипотезам и целям. Затем необходимо отметить тот существенный факт, что наблюдение всегда предполагает некоторый язык со своей системой понятий и смыслов. Такая система напоминает своего рода сеть, которая улавливает лишь то, что способно с нею вступить в контакт, обнаружить соответствие. Так наблюдение обнаруживает свою зависимость от теоретического познания и его социокультурного окружения.
Все такие аргументы можно было бы повторить и в отношении измерения и эксперимента. Но здесь возникают дополнительные факторы теоретической нагруженности. В измерении важную роль играют разного рода шкалы. Но шкала предполагает задание определенной математической структуры со своим множеством элементов, предикатами и операциями. Например, порядковая шкала предполагает определение отношения порядка, интервальная шкала - операции сложения, и т.д. В итоге невозможно говорить о некотором "чистом" эмпирическом знании, совершенно не зависимом от знания теоретического, от культуры, языка и общественных отношений.
Парадокс теоретической нагруженности фактов разрешается следующим образом. В формировании факта участвуют знания, которые проверены независимо от теории, а факты дают стимул для образования новых теоретических знаний. Последние, в свою очередь, — они достоверны — могут снова участвовать в формулировании новейших фактов и т.д.
В научном познании факты играют двоякую роль: во-первых, совокупность фактов образует эмпирическую основу для выдвижения гипотез и построения теорий; во-вторых, факты имеют решающее значение в подтверждении теорий (если они соответствуют совокупности фактов) или их опровержении (если тут нет соответствия). Расхождение отдельных или нескольких фактов с теорией не означает, что последнюю надо сразу отвергнуть. Только в том случае, когда все попытки устранить противоречие между теорией и фактами оказываются безуспешными, приходят к выводу о ложности теории и отказываются от нее. В любой науке следует исходить из данных фактов, которые необходимо признавать, независимо от того, нравятся они нам или нет. При этом недопустимо «выхватывать» отдельные факты, а необходимо стремиться охватить по возможности все факты (без единого исключения). Только в том случае, если они будут взяты в целостной системе, в их взаимосвязи, они и станут «упрямой вещью», «воздухом ученого», «хлебом науки».
Не следует «гнаться» за бесконечным числом фактов, а, собрав определенное их количество, необходимо в любом случае включить собранную систему фактов в какую-то концептуальную систему, чтобы придать им смысл и значение. Ученый не вслепую ищет факты, а всегда руководствуется при этом определенными целями, задачами, идеями и т.п.
Таким образом, эмпирический опыт никогда — тем более в современной науке — не бывает слепым: он планируется, конструируется теорией, а факты всегда так или иначе теоретически нагружены. Поэтому исходный пункт, начало науки — это, строго говоря, не сами по себе предметы, не голые факты (даже в их совокупности), а теоретические схемы, «концептуальные каркасы действительности». Они состоят из абстрактных объектов (идеальных конструктов) разного рода —постулаты, принципы, определения, концептуальные модели и т.п.
1.2.2 Процедура формирования факта
Уже сам характер фактофиксирующих высказываний подчеркивает их особый объективный статус, по сравнению с протокольными предложениями. Но тогда возникает новая проблема: как осуществляется переход от данных наблюдения к эмпирическим фактам и что гарантирует объективный статус научного факта?
Постановка этой проблемы была важным шагом на пути к выяснению структуры эмпирического познания. Эта проблема активно разрабатывалась в методологии науки XX столетия. В конкуренции различных подходов и концепций она выявила многие важные характеристики научной эмпирии, хотя и на сегодняшний день проблема далека от окончательного решения.
Переход от данных наблюдения к эмпирическим зависимостям и научному факту предполагает элиминацию (исключение, отбор) из наблюдений содержащихся в них субъективных моментов (связанных с возможными ошибками наблюдателя, случайными помехами, искажающими протекание изучаемых явлений, ошибками приборов) и получение достоверного объективного знания о явлениях.
Такой переход предполагает довольно сложные познавательные процедуры. Чтобы получить эмпирический факт, необходимо осуществить по меньшей мере два типа операций. Во-первых, рациональную обработку данных наблюдения и поиск в них устойчивого, инвариантного содержания. Для формирования факта необходимо сравнить между собой множество наблюдений, выделить в них повторяющиеся признаки и устранить случайные возмущения и погрешности, связанные с ошибками наблюдателя. Если в процессе наблюдения производится измерение, то данные наблюдения записываются в виде чисел. Тогда для получения эмпирического факта требуется определенная статистическая обработка результатов измерения, поиск среднестатистических величин в множестве этих данных.
Если в процессе наблюдения применялись приборные установки, то наряду с протоколами наблюдения всегда составляется протокол контрольных испытаний приборов, в котором фиксируются их возможные систематические ошибки. При статистической обработке данных наблюдения эти ошибки также учитываются, они элиминируются из наблюдений в процессе поиска их инвариантного содержания.
Поиск инварианта как условия формирования эмпирического факта свойствен не только естественно-научному, но и социально-историческому познанию. Скажем, историк, устанавливающий хронологию событий прошлого, всегда стремится выявить и сопоставить множество независимых исторических свидетельств, выступающих для него в функции данных наблюдения.
Во-вторых, для установления факта необходимо истолкование выявляемого в наблюдениях инвариантного содержания. В процессе такого истолкования широко используются ранее полученные теоретические знания.
Рассмотрим конкретную ситуацию, иллюстрирующую эту роль теоретических знаний при переходе от наблюдений к факту.
В 1976 году аспирантка известного английского радиоастронома Э. Хьюиша, мисс Белл, случайно обнаружила на небе радиоисточник, который излучал короткие радиоимпульсы. Многократные систематические наблюдения позволили установить, что эти импульсы повторяются строго периодически, через 1,33 сек. Первая интерпретация этого инварианта наблюдений была связана с гипотезой об искусственном происхождении сигнала, который посылает сверхцивилизация. Вследствие этого наблюдения засекретили, и почти полгода о них никому не сообщалось.
Затем была выдвинута другая гипотеза о естественном происхождении источника, подкрепленная новыми данными наблюдений (были обнаружены новые источники излучения подобного типа). Эта гипотеза предполагала, что излучение исходит от маленького, быстро вращающегося тела. Применение законов механики позволило вычислить размеры данного тела - оказалось, что оно намного меньше Земли. Кроме того, было установлено, что источник пульсации находится именно в том месте, где более тысячи лет назад произошел взрыв сверхновой звезды. В конечном итоге был установлен факт, что существуют особые небесные тела - пульсары, являющиеся остаточным результатом взрыва сверхновой звезды.
Установление этого эмпирического факта потребовало применения целого ряда теоретических положений (это были сведения из области механики, электродинамики, астрофизики и т.д.).
В рассматриваемом случае факт был получен благодаря интерпретации данных наблюдения. Эту процедуру не следует путать с процессом формирования теории, которая должна дать объяснение полученному факту, то есть можно говорить, что факт обнаружения пульсаров не означал, что построена теория пульсаров.
Самое важное, что такая теория ко времени открытия пульсаров уже была создана. Это была теория нейтронных звезд, построенная нашим соотечественником, физиком Л.Д.Ландау. Однако пульсары были обнаружены независимо от этой теории, и сами первооткрыватели нового астрономического объекта никак не ассоциировали свое открытие с теорией нейтронных звезд. Понадобилось время, чтобы отождествить пульсары с нейтронными звездами, и только после этого новые факты получили теоретическое объяснение.
Но тогда возникает очень сложная проблема, которая дискутируется сейчас в методологической литературе: получается, что для установления факта нужны теории, а они, как известно, должны проверяться фактами. Эта проблема решается только в том случае, если взаимодействие теории и факта рассматривается исторически. Безусловно, при установлении эмпирического факта использовались многие полученные ранее теоретические законы и положения. Для того, чтобы существование пульсаров было установлено в качестве научного факта, потребовалось принять законы Кеплера, законы термодинамики, законы распространения света - достоверные теоретические знания, ранее обоснованные другими фактами. Иначе говоря, в формировании факта участвуют теоретические знания, которые были ранее проверены независимо. Что же касается новых фактов, то они могут служить основой для развития новых теоретических идей и представлений. В свою очередь новые теории, превратившиеся в достоверное знание, могут использоваться в процедурах интерпретации при эмпирическом исследовании других областей действительности и формировании новых фактов.
Таким образом, при исследовании структуры эмпирического познания выясняется, что не существует чистой научной эмпирии, не содержащей в себе примесей теоретического. Но это является не препятствием для формирования объективно истинного эмпирического знания, а условием такого формирования.
1.3 Эмпирические законы
Третьим, еще более высоким уровнем эмпирического знания являются эмпирические законы различных видов (функциональные, причинные, структурные, динамические, статистические и т. д.). Научные законы — это особый вид отношений между событиями, состояниями или свойствами, для которых характерно временное или пространственное постоянство (мерность). Так же как и факты, законы имеют характер общих (универсальных или статистических) высказываний с квантором общности («Все тела при нагревании расширяются», «Все металлы — электропроводные «Все планеты вращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам» и т. д., и т. п.). Научные эмпирические законы (как и факты) являются общими гипотезами, полученными путем различных процедур: индукции через перечисление, элиминативной индукции, индукции как обратной дедукции, подтверждающей индукции. Индуктивное восхождение от частного к общему, как правило, является в целом неоднозначной процедурой и способно дать в заключении только предположительное, вероятностное знание. Поэтому эмпирическое знание по своей природе является в принципе гипотетическим. В отношении естественных наук эту особенность четко зафиксировал в свое время Ф.Энгельс: «Формой развития естествознания, поскольку оно мыслит, является гипотеза».
1.4 Феноменологические теории
Наконец, самым общим, четвертым уровнем существования эмпирического научного знания являются феноменологические теории. Они представляют собой логически организованное множество соответствующих эмпирических законов и фактов (феноменологическая термодинамика, небесная механика Кеплера и др.). Являясь высшей формой логической организации эмпирического знания, феноменологические теории, тем не менее, и по характеру своего происхождения, и по возможностям обоснования остаются гипотетическим, предположительным знанием. И это связано с тем, что индукция, т. е. обоснование общего знания с помощью частного (данных наблюдения и эксперимента) не имеет доказательной логической силы, а в лучшем случае — только подтверждающую.
Различия между уровнями внутри эмпирического знания являются скорее количественными, чем качественными, так как отличаются лишь степенью общности представления одного и того же содержания (знания о чувственно наблюдаемом).