Наука как высшая форма знания

Перейдем теперь от различения эмпирического и теоретического уровней по предмету к их различению по средствам. Эмпирическое исследование базируется на непосредственном практическом взаимодействии исследователя с  изучаемым объектом. Оно предполагает осуществление наблюдений и экспериментальную  деятельность. Поэтому средства эмпирического  исследования чаще всего включают в  себя приборы, приборные установки  и другие средства реального наблюдения и эксперимента.  

В теоретическом  же исследовании отсутствует непосредственное практическое взаимодействие с объектами. На этом уровне объект может изучаться  только опосредствованно, в мысленном  эксперименте, но не в реальном.  

Особая роль эмпирии  в науке заключается в том, что только на этом уровне исследования человек непосредственно взаимодействует  с изучаемыми природными или социальными  объектами. И в этом взаимодействии объект проявляет свою природу, объективно, присущие ему характеристики. Мы можем  сконструировать в уме множество  моделей и теорий, но проверить, совпадают  ли эти схемы с действительностью, можно только в реальной практике. А с такой практикой мы имеем  дело именно в рамках эмпирического  исследования.  

Кроме средств, которые  непосредственно связаны с организацией экспериментов и наблюдений, в  эмпирическом исследовании применяются  и понятийные средства. Они используются как особый язык, часто называемый эмпирическим языком науки. Он имеет  сложную организацию, в которой  взаимодействуют собственно эмпирические термины и термины теоретического языка.  

Смыслом эмпирических терминов являются особые абстракции - их можно было бы назвать эмпирическими  объектами. Их следует отличать от объектов реальности. Эмпирические объекты - это  абстракции, выделяющие в действительности некоторый набор свойств и  отношений вещей. Реальные объекты  представлены в эмпирическом познании в образе идеальных объектов, обладающих жестко фиксированным и ограниченным набором признаков. Реальному же объекту присуще бесконечное  число признаков. Любой такой  объект неисчерпаем в своих свойствах, связях и отношениях.  

Возьмем, например, описание опытов Био и Савара, в которых  было обнаружено магнитное действие электрического тока. Это действие фиксировалось по поведению магнитной  стрелки, находящейся вблизи прямолинейного провода с током. И провод с  током, и магнитная стрелка обладали бесконечным числом признаков. Они  имели определенную длину, толщину, вес, конфигурацию, окраску, находились на некотором расстоянии друг от друга, от стен помещения, в котором проводился опыт, от Солнца, от центра Галактики  и т. д. Из этого бесконечного набора свойств и отношений в эмпирическом термине "провод с током", как  он используется при описании данного  опыта, были выделены только такие признаки: 1) быть на определенном расстоянии от магнитной стрелки; 2) быть прямолинейным; 3) проводить электрический ток  определенной силы. Все остальные свойства здесь не имеют значения, и от них в эмпирическом описании абстрагируются. Точно так же по ограниченному набору признаков конструируется тот идеальный эмпирический объект, который образует смысл термина "магнитная стрелка". Каждый признак эмпирического объекта можно обнаружить в реальном объекте, но не наоборот.  

Что же касается теоретического познания, то в нем применяются  иные исследовательские средства. Как  уже говорилось, здесь отсутствуют  средства материального, практического  взаимодействия с изучаемым объектом. Но и язык теоретического исследования отличается от языка эмпирических описаний. В качестве основного средства теоретического исследования выступают так называемые теоретические идеальные объекты. Их также называют идеализированными  объектами, абстрактными объектами  или теоретическими конструктами. Это - особые абстракции, в которых заключен смысл теоретических терминов. Ни одна теория не строится без применения таких объектов. Что они собою  представляют?  

Их примерами могут  служить материальная точка, абсолютно  твердое тело, идеальный товар, который  обменивается на другой товар строго в соответствии с законом стоимости (здесь происходит абстрагирование  от колебаний рыночных цен), идеализированная популяция в биологии, по отношению  к которой формулируется закон  Харди - Вайнберга (бесконечная популяция, где все особи скрещиваются равновероятно).  

Идеализированные  теоретические объекты, в отличие  от эмпирических, наделены не только теми признаками, которые мы можем обнаружить в реальном взаимодействии реальных объектов, но и признаками, которых  нет ни у одного реального объекта. Например, материальную точку определяют как тело, лишенное размера, но сосредоточивающее  в себе всю массу тела. Таких  тел в природе нет. Они представляют собой результат нашего мыслительного  конструирования, когда мы абстрагируемся от несущественных (в том или ином отношении) связей и признаков предмета и строим идеальный объект, который  выступает носителем только сущностных связей. В реальности сущность нельзя отделить от явления, одно обнаруживается через другое. Задачей же теоретического исследования является познание сущности в чистом виде. Введение в теорию абстрактных, идеализированных объектов как раз и позволяет решать эту задачу.  

Соответственно своим  особенностям эмпирический и теоретический  типы познания различаются по методам  исследовательской деятельности. Как  уже было сказано, основными методами эмпирического исследования являются реальный эксперимент и реальное наблюдение. Важную роль играют также  методы эмпирического описания, ориентированные  на максимально очищенную от субъективных наслоений объективную характеристику изучаемых явлений.  

Что же касается теоретического исследования, то здесь применяются  особые методы: идеализация (метод построения идеализированного объекта); мысленный  эксперимент с идеализированными  объектами, который как бы замещает реальный эксперимент с реальными  объектами; методы построения теории (восхождение от абстрактного к конкретному, аксиоматический и гипотетико-дедуктивный методы); методы логического и исторического исследования и др.  

Итак, эмпирический и теоритеческий уровни знания отличаются по предмету, средствам и методам  исследования. Однако выделение и  самостоятельное рассмотрение каждого  из них представляет собой абстракцию. В реальной действительности эти  два слоя знания всегда взаимодействуют. Выделение же категорий "эмпирическое" и "теоретическое" в качестве средств  методологического анализа позволяет  выяснить, как устроено и как развивается  научное знание.  

Эмпирический и  теоретический уровни имеют сложную  организацию. В них можно выделить особые подуровни, каждый из которых  характеризуется специфическими познавательными  процедурами и особыми типами получаемого знания.  

На эмпирическом уровне мы можем выделить по меньшей  мере два подуровня: во-первых, наблюдения, во-вторых, эмпирические факты.  

Данные наблюдения содержат первичную информацию, которую  мы получаем непосредственно в процессе наблюдения за объектом. Эта информация дана в особой форме - в форме чувственных  данных субъекта наблюдения, которые  затем фиксируются в форме  протоколов наблюдения. Протоколы наблюдения выражают информацию, получаемую наблюдателем, в языковой форме.  

В протоколах наблюдения всегда содержатся указания на то, кто  осуществляет наблюдение, а если наблюдение производится в процессе эксперимента с помощью каких-либо приборов, то обязательно даются основные характеристики прибора.  

Это не случайно, поскольку  в данных наблюдения наряду с объективной  информацией о явлениях содержится некоторый пласт субъективной информации, зависящий от состояния наблюдателя, показаний его органов чувств. Объективная информация может быть искажена случайными внешними воздействиями, погрешностями, которые дают приборы, и т. д. Наблюдатель может ошибиться, снимая показания с прибора. Приборы  могут давать как случайные, так  и систематические ошибки. Поэтому  данные наблюдения еще не являются достоверным знанием, и на них  не должна опираться теория. Базисом  теории являются не данные наблюдения, а эмпирические факты. В отличие  от данных наблюдения, факты - это всегда достоверная, объективная информация; это такое описание явлений и  связей между ними, где сняты субъективные наслоения. Поэтому переход от данных наблюдения к эмпирическому факту - довольно сложная процедура. Часто  бывает так, что факты многократно  перепроверяются, а исследователь, ранее считавший, что имеет дело с эмпирическим фактом, убеждается, что полученное им знание еще не соответствует самой реальности, а значит, не является фактом.  

Переход от данных наблюдения к эмпирическому факту предполагает следующие познавательные операции. 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 повторяющееся  и устранить случайные возмущения и погрешности, связанные с ошибками наблюдателя. Если наблюдение осуществляется так, что производится измерение, то данные наблюдения записываются в виде чисел. Тогда для получения эмпирического  факта требуется определенная статистическая обработка данных, позволяющая выявить  в них инвариантное содержание измерений.  

Поиск инварианта как  способ установления факта свойствен  не только естественно-научному, но и  социально-историческому знанию. 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.  

Характерной в этом отношении является история открытия такого необычного астрономического объекта, как пульсар. Летом 1967 г. аспирантка известного английского радиоастронома Э. Хъюиша' 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 с. Первоначальная интерпретация этого инварианта наблюдений была связана с гипотезой  об искусственном происхождении  этого 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.  

Мы видим, что установление эмпирического факта требует  применения целого ряда теоретических  положений (в данном случае это сведения из области механики, электродинамики, астрофизики и т. д.). 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.  

Специалисты-методологи формулируют эту проблему как  проблему теоретической нагруженности  фактов, т. е. как проблему взаимодействия теории и факта. Безусловно, при установлении приведенного выше эмпирического факта  использовались многие полученные ранее  теоретические законы и положения. Для того чтобы существование  пульсаров было установлено в  качестве научного факта, потребовалось  применить законы Кеплера, законы термодинамики, законы распространения света - достоверные  теоретические знания, ранее обоснованные другими фактами. Если же эти законы окажутся неверными, то необходимо будет  пересмотреть и факты, которые основываются на этих законах.  

В свою очередь, уже  после открытия пульсаров вспомнили, что существование этих объектов было теоретически предсказано советским  физиком Л. Д. Ландау. Так что факт их открытия стал еще одним подтверждением его теории, хотя при установлении данного факта непосредственно  его теория не использовалась.  

Итак, в формировании факта участвуют теоретические  знания, которые проверены независимо от него, а факты дают стимул для  образования новых теоретических  знаний, которые, в свою очередь, если они достоверны, могут снова участвовать  в формировании новейших фактов, и  т. п.  

Перейдем теперь к организации теоретического уровня знаний. Здесь тоже можно выделить два подуровня.  

Первый - частные  теоретические модели и законы. Они  выступают как теории, относящиеся  к достаточно ограниченной области  явлений. Примерами таких частных  теоретических законов может  служить закон колебания маятника в физике или закон движения тел  по наклонной плоскости, которые  были найдены до того, как была построена  ньютоновская механика.  

В этом слое теоретического знания, в свою очередь, обнаруживаются такие взаимосвязанные образования, как теоретическая модель, объясняющая  явления, и закон, который формулируется  относительно модели. Модель включает идеализированные объекты и связи  между ними. Например, если изучаются  колебания реальных маятников, то, для  того чтобы выяснить законы их движения, вводится представление об идеальном  маятнике как материальной точке, висящей  на недеформируемой нити. Затем вводится другой объект - система отсчета. Это  тоже идеализация, а именно идеальное  представление реальной физической лаборатории, снабженной часами и линейкой. Наконец, для выявления закона колебаний вводится еще один идеальный объект - сила, которая приводит в движение маятник. Сила - это абстракция от такого взаимодействия тел, при котором меняется состояние их движения. Система из перечисленных идеализированных объектов (идеальный маятник, система отсчета, сила) образует модель, которая и представляет на теоретическом уровне сущностные характеристики реального процесса колебания любых маятников.