Читать книгу Основные концепции естествознания - Степан Карпенков - Страница 8

Правила научного познания. Одно из представлений истины как объекта познания разумом неведомого мира отражает определение выдающегося французского философа, математика и физика Рене Декарта (1596–1650): «Истина в собственном своем смысле означает соответствие мысли предмету, но в применении к вещам, находящимся в недосягаемости мысли, оно означает, что эти вещи могут служить объектами истинных мыслей – наших или Бога; однако мы не можем дать никакого логического определения, помогающего познать природу истины».

Действительно, познать природу истины – не менее трудная задача, чем найти истину, как великое сокровище. Какими же качествами должен обладать познающий истину? Ответ на этой непростой вопрос содержится в высказывании русского философа, профессора Московского университета И. А. Ильина (1882–1954). По его мнению, некоторым людям недостает «силы очевидности, этой великолепной способности что-то окончательно понять и признать истиной, этой творческой способности быть настолько захваченным истиной, что вся душа растворяется в ней». Для познания истины нужно многое: глубина восприятия, которая исключает скольжение мимо великого дела; дар собраться, сконцентрироваться, чтобы не расколоться на куски, столкнувшись с многообразным шумным миром; пророческая, интуитивная одаренность, как бы незамутненное духовное око, которое без помех верно воспринимает лучи света в мире; целостность внутренней сущности, не позволяющая вести вечную «гражданскую войну» между мышлением и чувствами, волей и страстью, фантазией и активностью.

Путь к очевидности, как полагал И. А. Ильин, лежит через сомнения. Если они истинные, глубокие, то это и есть не что иное, как «жажда очевидности», т. е. первозданной истины, которая наполняет человека светом осознанности бытия и высоким смыслом собственной устремленности. Тогда сам предмет светит нам, «свидетельствует» о самом себе, говорит безмолвным, но могучим языком и окончательно убеждает нас. Тогда мы переживаем полную ясность, «четкую достоверность» (Г. В. Лейбниц), счастье встречи, после которой не будет разлуки.

Способность глубоко воспринимать познаваемый объект, собранность и пророческая интуиция – все эти качества важны для познания естественно-научной истины. Среди них особую роль играет интуиция – способность постижения истины путем прямого ее усмотрения без обоснования с помощью доказательств. Интуиция зарождается в подсознании без предварительного логического рассуждения. «Нет ясного логического пути к научной истине, ее надо угадать некоторым интуитивным скачком мышления», – говорил Альберт Эйнштейн (1879–1955).

В основе естественно-научного познания окружающего мира лежит сложная творческая работа, включающая сознательную и подсознательную деятельность мозга. Особенности и специфика такой деятельности придают индивидуальный характер даже решению разными учеными одной и той же естественно-научной проблемы. «И хотя представители различных школ считают свой стиль единственно правильным, разные направления дополняют и стимулируют друг друга; истина не зависит от того, каким способом к ней приближаться», – сказал российский физик-теоретик А. Б. Мигдал (1911–1991).

Несмотря на индивидуальность и специфику решения разных и даже одних и тех же научных задач, все же можно назвать вполне определенные правила научного познания:

› ничего не принимать за истинное, что не представляется ясным и отчетливым;

› трудные вопросы делить на столько частей, сколько нужно для их разрешения;

› начинать исследование с самых простых и легко познаваемых объектов и восходить постепенно к познанию трудных и сложных;

› останавливаться на всех подробностях, на все обращать внимание, чтобы быть уверенным, что ничего не упущено.

Эти простые и понятные правила впервые сформулировал французский ученый Рене Декарт. Они составляют сущность метода познания Декарта. Как писал сам ученый, именно этим четырем правилам он отдавал предпочтение среди множества правил логики – науки о способах доказательств и опровержений. Метод познания Декарта в одинаковой мере применим как для естественно-научного, так и для гуманитарного познания.

Естественно-научные знания, т. е. знания о природе, играют важную и определяющую роль в процессе познания окружающего мира. «Что касается материальных наук, то они кажутся мне прямой дорогой к любой научной истине… Сумма знаний берет значительную долю своей ценности от идей, полученных путем проведения аналогий с материальными науками…» – утверждал выдающийся английский физик Дж. К. Максвелл (1831–1879).

Достоверность научных знаний. В процессе развития естествознания всегда возникал вопрос, в какой мере можно доверять научным результатам, т. е. вопрос о достоверности научных результатов и качестве работы ученого. Приходится констатировать, что научная продукция на своем пути к истине переполнена множеством ошибок. Вне зависимости от характера и природы происхождения ошибочные результаты не только сдерживают поступательный процесс познания, но и могут в ряде случаев привести к авариям, катастрофам и трагическим последствиям. Так, относительно недавно американский космический аппарат для исследования Марса потерпел аварию. Причина ее в том, что компьютерные программы для управления тормозными двигателями и для расчета траектории составлялись с учетом разных единиц измерения тяги.

Иногда результаты исследований оказываются ошибочными не в том объективном смысле, что некоторые утверждения и представления со временем дополняются, уточняются и уступают место новым и что все естественно-научные экспериментальные результаты сопровождаются вполне определенной абсолютной ошибкой, а в гораздо более простом смысле, когда ошибочные формулы, неверные доказательства, несоответствие фундаментальным законам естествознания и тому подобное приводят к неправильным результатам. Для проверки качества научной продукции проводится ее контроль: экспертиза, рецензирование и оппонирование. Экспертиза – это исследование специалистом каких-либо вопросов, решение которых требует специальных знаний в области науки, техники и т. д. Рецензирование заключается в составлении отзыва на научную работу перед ее публикацией. Оценка научной ценности диссертационной работы или доклада называется оппонировавшем.

Приведем некоторые цифры, характеризующие эффективность контроля предлагаемых патентуемых материалов. Так, в результате экспертизы 208 975 заявок на изобретения, поданных в Национальный совет изобретений США, выявлено, что всего лишь 8615 (около 4 %) из них не противоречило здравому смыслу, а реализовано только 106 (менее 0,05 %) заявок. Поистине, как у поэта: «… изводит единого слова ради тысячи тонн словесной руды» (В. Маяковский). До недавнего времени в отечественных академических и центральных отраслевых журналах после рецензирования публиковалась примерно одна из пяти представленных работ. Добросовестное оппонирование позволяет существенно сократить поток несостоятельных кандидатских и докторских диссертаций.

Вместе с тем следует признать, что и экспертиза, и рецензирование, и оппонирование далеки от совершенства. Можно привести не один пример, когда великие научные идеи отвергались как противоречащие общепринятым взглядам: это и квантовая гипотеза Макса Планка (1858–1947), и постулаты Нильса Бора (1885–1962), и др. Обобщая свой опыт участия в научной дискуссии и оценивая мнения многих оппонентов, М. Планк писал: «Великая научная идея редко внедряется путем постепенного убеждения и обращения своих противников, редко бывает, что Саул становится Павлом. В действительности дело происходит так, что оппоненты постепенно вымирают, а растущее поколение с самого начала осваивается с новой идеей…» В целесообразности и эффективности научной полемики в поиске истины сомневался и другой известный ученый, английский естествоиспытатель Чарльз Дарвин (1809–1882). На склоне лет он писал: «Я очень рад, что избегал полемики, этим я обязан Лайелю [своему учителю. – С. К.]… Он убедительно советовал мне никогда не ввязываться в полемику, так как от нее не выходит никакого прока, а только тратится время и портится настроение». Однако дискуссию по существу познаваемого объекта нельзя полностью исключать как одно из средств постижения истины. Вспомним известное изречение: в споре рождается истина.

В науке, и в особенности в естествознании, есть внутренние механизмы самоочищения. Результаты исследований в областях мало кому интересных, конечно, редко контролируются. Достоверность их не имеет особого значения: они все равно обречены на забвение. Результаты интересные, полезные, нужные и важные волей-неволей всегда проверяются, и многократно. Например, «Математические начала натуральной философии» выдающегося английского ученого Исаака Ньютона (1643–1727) не были его первой книгой, в которой излагалась сущность законов механики. Первой была книга «Мотус», подвергшаяся жесткой критике со стороны его соотечественника Роберта Гука (1635–1703). В результате дополнений и исправлений с учетом замечаний Гука и появился вышеназванный фундаментальный труд.

Следует признать, что известные способы контроля научной продукции малоэффективны и для науки они не столь уж важны, может быть, в сущности, и не нужны. Они нужны в большей степени обществу, государству, чтобы не тратить деньги на бесполезную работу исследователей. Множество ошибок в научной продукции свидетельствует о том, что приближение к научной истине – сложный и трудоемкий процесс, требующий объединения усилий многих ученых в течение длительного времени. Около двадцати веков отделяют законы статики от правильно сформулированных законов динамики. Всего лишь на десятке страниц школьного учебника умещается то, что добывалось в течение двадцати веков. Действительно, истина гораздо дороже жемчуга.

Истина – предмет познания. Одна из главных целей естественно-научного познания заключается в открытии истины. При таком утверждении можно предполагать, что истина существует вне зависимости от воли и цели познающего и ее надо найти, как некое сокровище. Великий философ древности Демокрит (р. ок. 470 или 460 до н. э.) еще в V в. до н. э. говорил: «Истина скрыта в глубине (лежит на дне морском)».

Что же означает открыть естественно-научную истину в современном представлении? При ответе на этот вопрос возможны два взаимно дополняющих подхода: эмпирический и теоретический. Эмпирический подход заключается в установлении фактов посредством эксперимента или опыта с последующим их теоретическим обобщением, включающим количественное описание причинно-следственной связи полученных результатов эксперимента или опыта. При теоретическом подходе сначала устанавливается и количественно описывается причинно-следственная связь явлений либо свойств объектов природы, а затем полученные теоретические выводы подтверждаются экспериментом или опытом. Оба подхода часто переплетаются и завершаются оценкой истинности полученных результатов – определением относительности естественно-научной истины.

Важнейшая задача естественно-научного познания заключается в объяснении явлений, процессов и свойств объектов природы. Для объяснения, например, свойства познаваемого объекта необходимо, во-первых, понять, что является определяющим в нем, во-вторых, выяснить причину, обусловливающую это свойство, и, в-третьих, определить его следствие. Что обычно подразумевает человек, утверждая: «Я понимаю свойство того или иного объекта»? Как правило, это означает, что он знает, чем обусловлено это свойство, в чем его сущность и к чему оно приведет, т. е. он может объяснить связь между причиной, сущностью познаваемого объекта и следствием. Количественное описание причинно-следственной связи служит основой научной теории. Такое описание в естественно-научном познании базируется, как правило, на математическом аппарате с применением специальной терминологии – системы научных понятий, имеющих однозначный смысл и связанных между собой правилами логики. При этом учитываются известные законы, принципы, определения и проводится строгое логическое доказательство, приводящее к конкретным выводам.

Если при количественном описании используются не эмпирические факты, характеризующие явления либо свойство объектов природы, а аксиомы, т. е. недоказуемые положения, то полученные (посредством доказательств в соответствии с правилами логики) результаты составляют сущность математической истины. Для установления естественно-научной истины количественного описания причинно-следственной связи (с полученными теоретическими утверждениями и выводами) недостаточно – необходимо подтвердить их экспериментом или опытом, т. е. связать с «действительным ходом вещей». Если эксперимент или опыт подтверждает теоретические результаты, то количественное описание причинно-следственной связи переходит из разряда гипотезы в научную теорию, а теоретические утверждения, подтвержденные экспериментом или опытом, представляют собой естественно-научную истину. При эмпирическом познании результаты эксперимента или опыта вместе с их теоретическим обоснованием также составляют естественно-научную истину.

Теоретическое описание с выводами, не подтвержденными экспериментом или опытом, носит гипотетический характер. Только при доказательстве экспериментом или опытом из теоретического описания рождается истинная естественно-научная теория. К сожалению, в настоящее время многие научные журналы, особенно отечественные, переполнены статьями с так называемыми теоретическими исследованиями, результаты которых редко когда находят экспериментальное или опытное подтверждение. Авторы таких статей относят свои теоретические упражнения к научной теории, к фундаментальной науке, хотя по своей сути они представляют собой описание гипотез с применением чаще всего сложного математического аппарата с запутанной схемой доказательств и их вряд ли можно считать серьезными фундаментальными исследованиями. Практическая значимость и полезность подобных исследований весьма сомнительна.

По мнению французского философа П. Гольбаха (1723–1789), «некоторые исследователи предпочитают бредни своего воображения и свои вздорные гипотезы настоящим экспериментам, которые только одни могут вырвать у природы ее тайны… они привыкли считать эти гипотезы священными, общепризнанными истинами, в которых им не дозволено усомниться ни на мгновение; лишь только мы покидаем опыт, как ниспровергаемся в пустоту, где нас сбивает с пути наше воображение… будем остерегаться разгула воображения, возьмем в руководители опыт, обратимся к природе, постараемся почерпнуть в ней самой правильные понятия о заключающихся в ней предметах».

В современной научной сфере подобный разгул воображения в сочетании с математическими изысками становится серьезным препятствием к развитию естественно-научного познания, основу которого составляют эксперимент и опыт. Научная теория, эксперимент и опыт, или, в обобщенном понимании, наука и практика – это два «кита», на которых держится ветвистое древо познания. «Влюбленный в практику без науки словно кормчий, ступающий на корабль без руля или компаса; он никогда не уверен, куда плывет… Наука – полководец, а практика – солдат», – сказал выдающийся итальянский ученый, живописец и скульптор Леонардо да Винчи (1452–1519). Проведение эксперимента или опыта – это важнейший этап естественно-научного познания. Эксперименты и опыты чаще всего включают измерения. Подчеркивая важную роль измерений, выдающийся российский ученый Д. И. Менделеев (1834–1907) писал: «Наука началась тогда, когда люди научились мерить; точная наука немыслима без меры». Однако измерений абсолютно точных не бывает, как бы тщательно ни проводился эксперимент или опыт. Неточность результатов эксперимента или опыта и, следовательно, относительность естественно-научной истины обусловливается двумя группами факторов: объективными и субъективными.

Один из объективных факторов – динамизм познаваемого мира. Вспомним слова древнегреческого философа Гераклита (ок. 544–483 до н. э.): «Все течет, все изменяется; в одну и ту же реку нельзя войти дважды». Действительно, свойства материальных объектов природы с течением времени изменяются. Хотя такие изменения за время проведения эксперимента или опыта, как правило, незначительны, все равно они не позволяют получить абсолютно точных результатов.

Другой объективный фактор неточности результатов эксперимента и опыта связан с несовершенством технических средств измерений. Чем выше чувствительность и разрешающая способность приборной техники, тем ближе результаты экспериментальных измерений к абсолютной естественно-научной истине.

Можно назвать и еще один важный объективный фактор относительности естественно-научной истины: ни одно явление природы, ни одно свойство объектов природы, ни одно эмпирическое обобщение нельзя выразить абсолютно точно даже в общепринятых понятиях и терминах. «Мысль изреченная есть ложь» – это глубокое философское обобщение, выраженное Ф. И. Тютчевым (1803–1873) в замечательном стихотворении Silentium («Молчание»), сознательно представляется или неосознанно чувствуется не только естествоиспытателем, но и всяким ученым, стремящимся познать истину.

Ясное представление сущности познаваемого объекта, четкие определения и понятия позволят приблизиться к истине, и в этом отношении среди множества научных отраслей физика занимает лидирующее положение. «Основная философская ценность физики в том, что она дает мозгу нечто определенное, на что можно положиться. Если вы окажетесь где-то не правы, природа сразу же скажет вам об этом. Каждый шаг этого познания истины оставляет более или менее представительный след в памяти, а полученные материалы более чем где-либо в другом месте пригодны для ответа на важный вопрос: откуда приходит знание? Я обнаружил, что все ученые, продвинувшие своими трудами науку (Гершель, Фарадей, Ньютон, Юнг), хотя и очень сильно отличались друг от друга по складу своего ума, имели четкость в определениях и были полностью свободны от тирании слов, когда имели дело с вопросами Порядка, Законов и т. п. Этого никогда не смогут достигнуть литераторы и люди, занимающиеся только рассуждениями», – утверждал Дж. К. Максвелл.

Эксперимент и опыт проводит человек, органы чувств и интеллектуальные способности которого далеки от совершенства. Вспомним известное латинское выражение: Errare humanum est (ошибаться свойственно человеку). Это и есть субъективный фактор неточности естественно-научных результатов. Например, человек посредством зрения способен воспринимать значительную часть информации об окружающем мире в чрезвычайно узком интервале электромагнитных волн – только в области видимого спектра. Это означает, что возможности органов зрения воспринимать информацию в довольно широком диапазоне электромагнитных волн ограничены. Конечно, человек может воспринимать информацию и в радио-, и в рентгеновском, и в других диапазонах электромагнитных волн. Однако при этом используются технические средства, которые, как и любая измерительная техника, не позволяют получить абсолютно точных результатов.

Таким образом, субъективные и объективные факторы определяют относительность естественно-научной истины. Кроме того, можно говорить об относительной истине как отражающей объект познания не полностью, а в объективно обусловленных пределах. В то же время естественно-научная истина хотя и относительна, но содержит элементы абсолютного знания. Абсолютная истина полностью исчерпывает объект познания.

Математическая истина также относительна: в математике кажущаяся абсолютность логически выведенных истин ограничивается рамками начальных условий, исходных аксиом и применяемых понятий.

Естественно-научная истина всегда объективна по содержанию, но субъективна по форме – как результат человеческого мышления.

Основные положения естественно-научного познания. Теперь сформулируем следующие основные положения естественно-научного познания.

1. В основе естественно-научного познания лежит причинно-следственная связь.

2. Критерий естественно-научной истины – эксперимент, опыт.

3. Любая естественно-научная истина относительна. Этим трем положениям соответствуют три этапа естественно-научного познания. На первом этапе устанавливается и количественно описывается причинно-следственная связь согласно принципу причинности. Первое и достаточно полное определение причинности содержится в высказывании Демокрита: «Ни одна вещь не возникает беспричинно, но все возникает на каком-нибудь основании и в силу необходимости».

В современном понимании причинность означает связь между отдельными состояниями видов и форм материи в процессе ее движения и развития. Возникновение любых материальных объектов и систем, а также изменение их свойств во времени имеют свои основания в предшествующих состояниях материи в процессе ее движения и развития; эти основания называются причинами, а вызываемые ими изменения – следствиями. Процесс естественно-научного познания представляет собой длинную цепь причинно-следственных связей, составляющих, кроме того, основу любых других видов деятельности человека.

Второй этап естественно-научного познания заключается в проведении эксперимента и опыта. Естественно-научная истина – это объективное содержание результатов эксперимента и опыта. Для всех естествоиспытателей эксперимент и опыт – высшая инстанция: их приговор не подлежит пересмотру.

Все естественно-научные знания – экспериментальные результаты, понятия, идеи и даже законы – ограничены и относительны. Определение их границ соответствия истинным знаниям и их относительности составляет третий этап естественно-научного познания. Например, граница соответствия, называемая иногда интервалом адекватности, для классической механики означает, что ее законы описывают движение макроскопических тел, скорости которых малы по сравнению со скоростью света в вакууме. Определение относительности экспериментальных результатов заключается в установлении интервала неточности, который сужается по мере совершенствования методов и технических средств эксперимента.

Естественно-научное познание – это последовательное приближение к абсолютной естественно-научной истине. Оно освобождает человека от необдуманных, поспешных действий и поднимает его на новый виток развития цивилизации.

Познающий истину подобен человеку, восходящему к вершине крутой горы. Перед ним всегда два пути: либо, преодолевая трудности, постепенно, шаг за шагом приближаться к небу – тогда перед ним открываются все новые и новые горизонты, – либо спуститься на грешную землю.