Общие проблемы теории познания. Структура науки Илларионов С.В

Общие проблемы теории познания. Структура науки Илларионов С.В.

Эмпирический уровень научного познания и понятие ``факт''

…мы приходим к выводу о том, что существуют эмпирические факты, не зависящие ни от какой теории (чистые факты, голые факты). И в то же время существует теоретическая нагруженность многих фактов научного знания. Для того, чтобы совместить оба эти тезиса, я предлагаю вашему вниманию следующую позицию. Существуют факты не зависящие ни от какой теории и не включающие в себя никакой теоретической нагруженности. Я называю их первичными фактами. Эти первичные факты подвергаются интерпретации на основе каких-либо теоретических представлений и таким образом получаются теоретически интерпретированные вторичные факты. Вторичные факты, в свою очередь, подвергаются теоретической интерпретации и появляются третичные факты. И так далее.

Таким образом, в науке мы имеем иерархически организованную систему фактов, начиная от первичных, затем вторичных и далее до факторов весьма высокого порядка. Так, в физике микромира мы имеем дело (по моим оценкам) с фактами пятого-восьмого порядков. Точнее не скажу, т.к. вопрос о порядке таких фактов как существование кварков, глюонов , W^± и Z^о-бозонов требует специального анализа.

В предлагаемой позиции именно наличие первичных фактов, не зависящих ни от какой теории образует основу жесткости, ``упрямости'' всей иерархической структуры, ее устойчивости. При этом достоверность вторичных фактов и фактов более высокого порядка существенно зависит от надежности, правильности теорий, на основе которых они получаются. И здесь мы встречаемся с интересным моментом современного состояния науки - естествоиспытатели (физики) оперируют с вторичными и фактами более высокого порядка, как если бы они были первичными, несколько ``забывая'' об их сложном происхождении. И как правило это ни к каким затруднениям не приводит. Это служит хорошим основанием утверждать правильность теорий, используемых в интерпретационных процедурах. Но иногда бывают и исключения

Первичные факты -- это то, что мы можем воспринимать непосредственно при помощи наших органов чувств (отклонение пламени в опыте Фарадея со свечей, отсутствие смещений интерференционных полос в опыте Майкельсона, резкое увеличение скорости реакции, стимулируемое светом и т.д.)

Однако, человеческие органы чувств -- не очень совершенный прибор и эксперименты, проводимые с их помощью неточны. Напомню, что было время, когда температуру измеряли, трогая предмет рукой или, если температура очень высока, приближая к предмету щеку, а силу тока оценивали по тому, как кончики проволоки щиплют язык. В этих ситуациях сам первичный факт оказывался часто сомнительным. Поэтому в современной науке (начиная даже с XVII в.) стремятся довести первичный факт до элементарной простейшей формы.

Такой формой, видимо, надо считать факт наличия или отсутствия меток и факт совпадения или несовпадения меток. Например, при измерении невысоких температур такими метками являются конец столбика рабочей жидкости и черточки на шкале. Я имею в виду именно черточки, обозначенные в произвольном порядке, скажем, буквами a, b, c ... Я не говорю о градуировке шкалы, которая требует уже каких-то предположений. При измерении тока метками являются стрелка амперметра и черточки на шкале. И опять же, градуировка шкалы амперметра требует использования теории работы амперметра.

В физике микромира первичными фактами являются полоски в камере Вильсона (или какой-нибудь другой -- пузырьковой, искровой и т.п.) и вспышки на экране сцинтилятора (был такой предшественник черенковских счетчиков). Так вот эти метки или есть или их нет и никакая теория здесь не при чем. А вот эти метки мы уже интерпретируем как следы, оставленные частицами, на основе некоторых (и довольно сложных) теоретических представлений. А затем начинает разворачиваться цепочка теоретических интерпретаций, приводящая к таким сложным фактам, как реакции частиц, резонансные частицы, кварки и глюоны, W± и Z^о-бозоны.

. Я уже говорил, что физики оперируют фактами высокого порядка так же, как будто они являются фактами первого порядка, и обычно это ни к каким затруднениям не приводит. Однако, иногда возникают ситуации, когда это может оказаться ошибочным и становится необходимой проверка всей цепочки интерпретаций вплоть до первичных фактов. Такие ситуации возникают, когда появляется очень неожиданный факт высокого порядка. И при этом иногда выясняется, что такое открытие является ложным. Нередко такие ситуации возникают в физике частиц, когда появляются неожиданные резонансы, а потом выясняется, что ничего не было. У физиков в таком случае в ходу жаргонное выражение: ``эффект рассосался''. Но в целом, такие ситуации возникают нечасто и фактами высокого порядка можно пользоваться достаточно уверенно.

Итак, в науке мы имеем дело с иерархически организованной системой фактов разного уровня, в которой все высшие уровни (начиная со второго) действительно опосредованы теорией. Но в основе этой иерархии лежат первичные факты, не зависящие ни от какой теории. Именно они придают всей системе устойчивость и сообщают фактам любого высшего уровня, не говоря уже о самом первом уровне, жесткость, ``упрямость'' и надежность.

… в настоящее время мы относим к классу явлений факты не только первого, но и более высоких порядков. И то, что мы сейчас называем явлением, мыслителям и естествоиспытателям прошлого показалось бы почти невозможной, непостижимой сущностью. И сейчас, оперируя фактом n-ного порядка, мы называем сущностью нечто выходящее в n+1-порядок

Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. - М.: Наука, 2001. 376 с Глава XV . Поправка Эддингтона (§ 119,120).

'К каким природным явлениям относится пространство-время Эйнштейна или пространство Ньютона? В обоих случаях говорится, что мы имеем дело с Космосом или точнее с физическим пространством-временем и с пустым пространством Эвклида. В действительности Ньютон имел дело с пространством нашей Солнечной системы, а Эйнштейн и физики XIX-XX вв. реально имели дело главным образом с нашей галаксией, с галакисей Млечного пути, т.е с одной из спиральных туманностей' / 119/. Но и солнечная система, и Галактика являются, по его представлениям, ничем иным, как естественными телами природы. Ни Ньютон, ни Эйнштейн не подозревали о таком содержании, иначе говоря, не мыслили системно. Для них это пространство было просто пустым, описываемом в геометрических понятиях.

Но ученый, будь то астроном, физик или геолог, имеет дело не с абстрактным пустым пространством, а с естественными телами. Это простое понятие ввел в свое время Докучаев, выяснивший, что почва является особым естественным телом, которое нельзя описать как горную породу. Если мы применим этот принцип, то увидим, что окружающая нас природа распадается на несколько пространственно ограниченных естественных тел: 1) галактическое пространство, 2) пространство солнечной системы, 3) пространство, создаваемое внутри нее планетами, 4) пространство нашей отдельной планеты. Ученые прошлых веков только интуитивно понимали, что все это особые пространства. Большие объемы не сводятся к свойствам вмещающих тел, но имеют свою специфику…

§ 120. С 1915 г. - второго мемуара Эйнштейна - ход научного знания быст­ро выдвинул ряд новых идей и эмпирических достижений, значение которых не меньше, чем значение идей, выдвинутых Эйнштейном. В результате создалась новая физика XX столетия, находящаяся в бурном расцвете. Мы сейчас видим, что коренное изменение началось еще до Эйнштейна. Четыре новые большие области знания, считая идею Эйнштейна, в XX в. охватили и охватывают науч­ное понимание реальности.

Во-первых, понятие пространства-времени теории относительности Эйнштейна. Он считал, что его пространство-время охватывает всю реаль­ность, изучаемую физиками, правильнее сказать, естествознанием. В дейст­вительности, как указано в § 119, доступное научному изучению не выходит за пределы одной Галаксии Млечного Пути. В Млечном Пути мы видим проекции других Галаксии, независимых от него, в виде правых или левых спиральных туманностей, но пространственных свойств их мы пока изучать не можем. Реально научно мы с ними сталкиваемся. Явно, что эти спираль­ные туманности, так же как скопления космической пыли, "угольные ямы" астрономов, только проектируются в нашу Галаксию, а лежат за ее пределами.

Во-вторых, в 1901 г., за 4 года до Эйнштейна, немецкий физик Планк [34], сын самостоятельно мыслившего философа, создал понятие "кванты", не обра­тившее вначале на себя внимание, но которое в 1925 г., благодаря немецкому математику В. Гейзенбергу в Вене, давшему основные идеи, выросло в новую отрасль науки - квантовую механику, играющую сейчас огромную роль в рабо­те новой физики [35]. Оно связало концепцию Эйнштейна с научной атомисти­кой, охватившей науку XX в.

В-третьих, идея, которая выдвинута, мне кажется, одновременно в филосо­фии и в физике в начале 1930-х годов: в 1930 г. философом и математиком Леруа [36] в Париже и в 1931 г. физиком Н. Бором в Копенгагене [37]. Но, мне ка­жется, те же идеи появились раньше, в 20-х годах [38]. Корни их идут в XVII век. Это идея, ярко высказанная Леруа, о коренном различии материально-энерге­тическом в макроскопическом и микроскопическом разрезах "мира". Реальное проявление этого явления мы видим в человеческой личности и в многоклеточ­ном ее строении. В 1939 г. она была внесена в физику в двойственном характе­ре ее законов — молярных и микроскопических — английским астрономом и фи­лософом А. Эддингтоном.

В-четвертых, тот же А. Эддингтон [39] в 1939 г., охватив научным путем теорию познания как научную эпистемологию*, поставил в рамки влияние фи­лософии на физику, так как эпистемологические выводы всецело подчинены тому же критерию, как и все научные факты и научные обобщения, т.е. науч­ному опыту и наблюдению.

Мы видим здесь тот же процесс выделения из философии новых наук, кото­рый в XIX в. изъял из философии логику и психологию, а в XX в. теорию поз­нания. Я думаю, прав Эддингтон, указывающий на большое значение этого под­чинения научному критерию — опыту и наблюдению — эпистемологии. Она тем самым вышла из области философии.

* Эпистемология — другое название для теории познания. Это не философская, а научная теория познания.

'Само собой разумеется, я не ставлю своей задачей в этом первом опыте, имеющем целью обратить внимание естествоиспытателей на существование и на значение особой логики естествознания, дать исчерпывающий перечень его проблем. Это чуть ли не первая попытка. В ней, несомненно, могут быть большие пробелы.

Как во всякой научной работе, в свободном царстве науки, такое перечисление носит индивидуальный характер. В этом его слабость, но в этом и его сила и значение. Я привожу для своей цели только 20 из многих эмпирических обобщений. По возможности, привожу самые мощные по своему значению' / 24/.

Для живого вещества биосферы существенны следующие эмпирические обобщения:

(…)

XХ. Земля как планета. Самое древнее эмпирическое обобщение, открытое Аристархом Самосским, который первым догадался, что Земля аналогична другим планетам и находится в небесном пространстве / 24/.

Больше того, мы можем выделить из планет ту небольшую группу 'земных планет' (Венера, Земля, Марс), которые отличаются от 'гигантских планет' и от спутников планет ( 31)' / 24/.

В невышедшем тогда в свет 3-м выпуске “Проблем биогеохимии” среди 20 эмпирических обобщений, описывающих биосферу, Вернадский называет последней и самой простой “главную идею человечества” — представление о том, что мы живем на планете. Она была впервые сформулирована еще Аристархом Самосским в древней Элладе, который первым как бы увидел наше местообитание из дали космических пространств, и понял, что Земля есть такая же планета, как и другие близкие ей “блуждающие звезды”. С тех пор каждое поколение сохраняет эту идею, но вкладывает к нее все новый и новый смысл.