Структура научной теории

Эта тема связана с определёнными трудностями.

Прежде всего, заметим, что теории, принадлежащие к различным наукам, весьма сильно отличаются друг от друга. Можно ли говорить о единой универсальной структуре научной теории, видя столь непохо­жие по своей логической организации и общему содержательному стилю концептуальные образования, как, например физические теории (с дедук­тивной логической структурой), исторические теории (с преимуществен­но нарративной организацией), социологические концепции среднего уровня (с индуктивной направленностью)?

Другая трудность связана со сложным составом теории. Что следует считать безусловными и явными элементами теории? Так, в контекст тео­рии входят: понятия и теоретические утверждения, определения и другие соглашения, операционные структуры (правила измерения, правила кон­струирования моделей, интерпретационные процедуры, связывающие эм­пирические и теоретические уровни), нормы, предположения и другие со­ставляющие. Не все в теоретическом контексте является выраженным явно и тем более формализуемым.

В общем случае теорию нельзя считать законченной и полностью про­явленной структурой. Напротив, теория в расширенном понимании как связное смысловое единство обладает значительным потенциалом по­движности. Представление о жёсткой логической структуре научной тео­рии, в которой чётко проработаны все её внутренние взаимосвязи и одни утверждения следуют из других, годится скорее для относительно завер­шённой теории, излагаемой в учебниках, чем для реального хода научно­го познания. Но даже и для завершённой теории такое представление

является достаточно сильной абстракцией. Оно не позволяет осмыслить сложные взаимосвязи теории с окружающим её общим концептуально-практическим контекстом, в который она погружена, из которого она вы­растает и в котором, в конце концов, она находит и подтверждение, и при­менение.

Для изучения структуры научной теории возможно исходить из идей, выдвинутых в своё время известным отечественным философом И.В. Куз­нецовым¹ (1911-1970) и развитых в нашей последующей литературе. Использовать эти представления (причём не только для физических, но и для любых научных теорий) можно следующим образом (в несколько модифи­цированном виде).

Начнём с того, что научная теория не может быть сведена к совокуп­ности только её основных утверждений (аксиом, законов, тезисов). Сами по себе эти утверждения могут работать лишь в определённом окружаю­щем контексте. Мы выделим три составляющие научной теории (рис, 5): основание; ядро; приложения.

Рис. 5. Составляющие научной теории

1. Основание научной теории — это её общий предпосылочный кон­текст. Он достаточно обширен, т.к. теория уходит корнями в весьма мно­гочисленную совокупность предпосылок и условий. Так, напомним, что научной теории необходим общий метафизический контекст базис­ных допущений, среди них — постоянство и единообразие мира, о его познаваемость, существование причинно-следственных отношений и т.п. Далее сюда относится и масса содержательных предпосылок более конк­ретного характера, задающих смысловой фундамент теории. И.В. Кузнецов называет здесь эмпирический базис, на котором вырастает теория (сравни­тельно небольшое число существенных фактов, как правило, не укладываю­щихся в прежние теории), первичный объект теории (имеющий достаточ-

¹ Кузнецов И.В. Избранные труды по методологии физики. М., 1975. С. 30-42.

но абстрактный, идеализированный характер и представляющий собой, по сути дела, «фундаментальную идею, на которую опирается всё здание тео­рии»), систему фундаментальных «снятий, характеризующих его свой­ства (в физике эти свойства называются физическими величинами), а также связанные с ними правила измерения (их, кстати, можно назвать правилами оперирования), образующие в составе теории свою собственную систему логического исчисления. К содержательным предпосылкам относятся и различные вспомогательные теории (в расширенном понимании); они повествуют о приборах, используемых для изучения основных параметров теории, о погрешностях наблюдений и т.п.

Отметим также, что первичный объект теории на самом деле пред­ставляет собой целую систему абстрактных объектов, связанных содер­жательными взаимосвязями. Например, теории классической механики опираются на совокупность абстракций, в которую входят такие понятия, как сила, точка, прямолинейное движение и др. Поэтому фундаменталь­ная идея теории реализуется посредством опоры на всю среду соответ­ствующих абстрактных объектов и образует с их помощью некоторый теоретический «сюжет». В этой связи удобное понятие предлагает и раз­рабатывает B.C. Степин. Исходную систему абстракций он называет тео­ретической схемой данной теории, понимая под этим «взаимосогласован­ную сеть абстрактных объектов»; к понятию теоретической схемы мы вернёмся в § 4.1.

2. Ядро научной теории — это, по Кузнецову, совокупность её основ­ных утверждений. Заметим, что конкретный вид ядра зависит от характера теории. Так, в математических теориях это аксиомы или главные теоремы, в физике — системы законов, выражаемые математическими уравнениями (и связывающие между собой исходные физические величины), в гумани­тарных науках — какие-то тезисы, основные положения и т.п.

3. Приложения основных утверждений — совокупность суждений и операций, относящихся к конкретизирующему -контексту. Стратегиче­ская направленность этого контекста — от общих утверждений ядра науч­ной теории к частным её аспектам. Не следует считать, что если ядро теории уже сформировано, то применение теории к каким-то конкретным случаям становится как бы автоматической процедурой. На самом деле это достаточно сложная и самостоятельная деятельность. В целом кон­текст приложений включает:

1) совокупность логических следствий ядра теории¹;

¹ В оригинале у И.В. Кузнецова третья составляющая теории называлась «воспроизве­дением» и состояла как раз из системы выводимых из «ядра» следствий. Мы рассматриваем эту составляющую в более общем ракурсе как контекст приложений.

2) множество (содержательных) интерпретационных процедур, задаю­щих теории те или иные смысловые параметры и определяющих для неё те или иные модели.

В контексте приложений указанные области и взаимосвязаны. Уже сами логические следствия ядра теории мы выводим с учётом её возмож­ных (или имеющихся) приложений. Иными словами, из основных положе­ний мы выводим не все подряд, что оказывается в отношении логической выводимости к ним, а руководствуемся некоторыми дополнительными ограничениями и предметными соображениями. С другой стороны, вне­шняя приложимость теории, задаваемая интерпретационными процедура­ми, обеспечивается не напрямую применением законов максимально общего уровня, а через особую область логически более частного знания, включающую различные уровни конкретизации (вплоть до построения специальных теорий, логически подчинённых исходной).

Важность данного специфицирующего контекста состоит в том, что он, по сути дела, обеспечивает саму работу теории; без него теория оста­лась бы неким множеством весьма отдалённых и даже оторванных от опыта абстрактных утверждений и, в итоге, потеряла бы смысл.

Понимание значимости конкретизирующей составляющей теорий воплощено в т.н. структуралистском подходе к анализу научного по­знания (Дж. Снид, В. Штегмюллер). Согласно этой концепции взгляд на научную теорию как на изолированное концептуальное образова­ние, отвлечённое от его приложений, не является адекватным для пони­мания действительного функционирования теорий. Научную теорию следует представлять как изначально снабжённую множеством вариан­тов ее применения, ведь учёные строят свои концепции не в плоскости каких-то умозрительных схем, абстрагированных от реального эмпи­рического материала. Наоборот, их рассуждения и действия отталкива­ются от содержательных моментов, от уже имеющихся интерпретаций и приложений знаний данной научной области. Поэтому то, что мето­дологи умеют рассматривать теорию как самостоятельную логиче­скую структуру (вне ее эмпирического содержания), имеет, конечно, большое значение для выявления важных логических характеристик теории, однако не следует забывать, что научные теории всегда опира­ются на определённую сферу своих применений. Отметим также, что структуралистский подход рассматривает множество применений тео­рии в потенциальном ракурсе, т.е., помимо уже имеющихся приложений, в будущем могут быть найдены и другие; это касается в первую очередь физических теорий, для которых, как известно, нередка ситуация пере­носа формально-математического аппарата из одной конкретной науч­ной области в другую.

Итак, мы выделили три составляющие научной теории — основание, ядро, приложения. При рассмотрении теории в таком аспекте видно, что её общая структура, к сожалению, не столь прозрачна, как этого хотелось бы. Многое из того, что действительно играет роль в теории, лишь молчаливо подразумевается: прежде всего, это базисные предположения и условия, от­носящиеся к основанию теории. Кроме того, контекст теории не сводим к чисто логическим связям, а насыщен массой операционно-прагматических смыслов (это касается прежде всего области приложений теории). Поэтому представление о научной теории как сравнительно простой дедук­тивной структуре, где из основных утверждений следуют частные утверж­дения, — это лишь идеализированный логический экстракт из содержа­тельной теории, который хотя и воспроизводит, конечно, некоторые важные её характеристики, но страдает существенной неполнотой.

Но из этого нужно делать корректные выводы. Во-первых, общая не­достаточная прозрачность научной теории не означает, что нам не следу­ет пытаться изучить её структуру более детально. Напротив, это стиму­лирует исследователей к изучению и обнаружению действительного богатства её содержания, всей сложности и сплетения её взаимосвязей. Во-вторых, неполнота формально-логического (или дедуктивного) обра­за научной теории не означает, что средства логического анализа здесь вообще неприменимы. Скорее наоборот, столкновение с трудностями привело к существенному обогащению логического арсенала, к разработ­ке и применению новых подходов — использованию модальной логики, введению в логику прагматических факторов и многого другого.

Общий же вывод состоит в том, что научная теория представляет со­бой сложное образование. Так, в методологической литературе говорится о полисистемности и полиструктурности научной теории. Включённые в теорию концептуальные объекты объединены между собой массой раз­личных взаимосвязей. В целом следует говорить не о линейной соподчи­нённости её объектов, а об определённой теоретической «сети» взаимных отношений. Так, сам процесс перехода от ядра теории к её приложениям не сводим к дедуктивному; он включает в себя содержательно-конст­руктивные моменты (что особенно подчёркивается в работах B.C. Степина), связанные с построением вспомогательных теорий, с введением дополнительных предположений, конструированием частных моделей, проведением мысленных экспериментов и т.п.

Итак, научная теория — сложное концептуальное образование. Она в общем случае не может быть представлена в виде универсальной для всех наук логической конструкции. Её состав обширен, не все в её контек­сте выражено в явном виде. В составе научной теории можно выделить основание (предпосылочный контекст), ядро (совокупность основных

утверждений), приложения (конкретизирующий контекст). Концептуаль­ные объекты, включённые в неё, связаны между собой множеством разно­образных логических и содержательных взаимосвязей.

Теории и ход научного познания

В динамике научного познания теориям принадлежит особое место. Именно теории как наиболее совершенные концептуальные образования являются основными «хранилищами» научного знания. Поэтому один из способов рассмотрения научного познания состоит в изображении науки в виде последовательности сменяющих друг друга теорий.

То, что теории могут вести достаточно длительную, самостоятельную жизнь в научном познании, связано с их известной самодостаточностью. Дело в том, что научные теории как системно организованные концептуаль­ные единства обладают определённой замкнутостью, устойчивостью. Ранее уже говорилось о холистском взгляде на теорию. Это представление во мно­гом правильно; действительно, теоретические образования скрепляются воедино как бы самоподдерживающимися связями.

Соотношения базиса теории (основания и ядра) и её приложений явля­ются в некоторой степени циклическими, логически непрозрачными: фундаментальные понятия и их характеристики служат для развёртыва­ния на их платформе всей теоретической системы, но сами же они получа­ют «вое оправдание контекстуально, на основе всего уже созданного теоретического здания, т.е. прежде всего на основе того, что теория дей­ствительно эффективно осуществляет систематизацию эмпирического материала, даёт объяснения, достоверные предсказания и т.п. (т.е. выпол­няет свои функции, о которых речь шла выше).

Научная теория, как правило, является продуктом длительного кон­цептуального развития. За время своего становления она проходит раз­личные проверки, выдерживает критические замечания; она совершенствуется в сторону лучшего соответствия эмпирическому базису, её создатели и приверженцы оттачивают аргументы в её пользу. Поэтому на практике оказывается, что заменить устоявшуюся теорию новой стано­вится не так-то легко.

Следствием относительной самодостаточности научных теорий явля­ется также то, что они оказываются в достаточно непростых взаимоотно­шениях между собой. Поэтому нахождение точек соприкосновения аль­тернативных теорий часто может вызывать трудности.

Вопросами динамики научного познания, проверки и принятия теорий, интертеоретическими взаимоотношениями мы подробнее займёмся в сле­дующей главе. Здесь же подчеркнём ещё раз, что необходимо решительно отбросить монотеоретический взгляд на науку, согласно которому научное

знание в какой-либо предметной области представляет собой как бы одну большую теорию, которая лишь уточняется и совершенствуется. Научное познание, как показывает его реальный ход, политеоретично. Это придаёт научному познанию известную остроту, конфликтность, напряжение.

Все это означает, что нам следует выйти за рамки измерения научного познания масштабом научных теорий, признать, что есть и более обшир­ные концептуальные образования, содержащие целые совокупности тео­рий, в разках которых разворачиваются сложные межтеоретические отношения. Это приводит нас к следующему параграфу.

3.5. Научно-исследовательская программа

■'■■■' • '.*

Научно-исследовательская программа — более обширное концептуаль­ное образование, чем научная теория (или, если можно так выразиться, надтеорийное). В ходе анализа науки исследователи пришли к выводу о необхо­димости рассматривать более крупные и более долгоживущие структуры, чем научные теории. Так, в арсенале исследователей науки появились новые термины. Одно из наиболее распространённых понятий этого рода — понятие о научно-исследовательских программах — было введе­но в философию и методологию науки Имре Лакатосом. В настоящем параграфе мы кратко рассмотрим подход И. Лакатоса, а также получив­шую известность концепцию Ларри Лаудана, непосредственно развиваю­щую ряд лакатосовских идей.

Понятие о научно-исследовательской программе

Научно-исследовательская программа — это последовательность сме­няющих друг друга теорий, объединённых некоторой совокупностью идей, которые являются для них базисными. Согласно И. Лакатосу про­грамма включает определённые составляющие.

1. «Жёсткое ядро» — множество исходных положений философского и частнонаучного характера. Ядро называется жёстким, т.к. оно сохраня­ется без изменения во всей последовательности теорий.

2. Эвристики — связанные с утверждениями «ядра» методологиче­ские принципы, предписывающие учёному, что следует и чего не следует делать. И. Лакатос делит их на два подкласса — положительная и отрица­тельная эвристики. Положительная эвристика предписывает учёному сам выбор проблем для решения и ориентиры метода. Отрицательная же преду­преждает о тех путях, которых следует избегать; общий же смысл отрица­тельной эвристики сводится к запрещению сразу отвергать основные положения «ядра», если данные эмпирических исследований не согла­суются с ними.

3. «Защитный пояс» — совокупность различных вспомогательных гипотез, выстраиваемых исследователями вокруг ядра и нацеленных на устранение разногласий с данными эмпирических проверок.

Данная конструкция понадобилась И. Лакатосу для того, чтобы отра­зить сложные процессы динамики научного познания, ведь ход научного познания мало похож на простую замену ложных научных утверждений истинными по результатам эмпирических проверок. Ранее мы уже много­кратно говорили о неоднозначности взаимоотношений теория и опыта. Ис­тория науки демонстрирует множество примеров острой борьбы конкури­рующих теорий, ни одна из которых долго не могла взять верх над другой, а также примеров того, как теория даже в окружении противоречащих ей фактов может длительное время защищаться от опровержения и позже все-таки доказать свою правоту и утвердиться. Кроме того, в научном позна­нии обнаруживаются устойчивые системы представлений, выражающиеся в неких глубинных исследовательских интуициях, которые остаются сквоз­ными на фоне сменяющих друг друга теорий. Эти системы представлений — достаточно стабильные, имеющие важное стратегическое значение комплек­сы научных идей. Они могут сохранять своё влияние порой весьма значитель­ный срок, направляя конкретные исследовательские проекты. Часто привле­кательность и убедительность этих идейных комплексов столь велика, что учёные, принимающие данные теоретические позиции, могут долгое время работать без подкрепления, т.е. в ситуациях более или менее серьёзных кон­фликтов их теорий с эмпирическими свидетельствами.

Понятие научно-исследовательской программы призвано как раз уточнить представление о подобных идейных комплексах и объяснить ситуации сложных теоретико-эмпирических коллизий. Острота пробле­мы динамики научного познания состоит в том, что общий процесс столк­новения конкурирующих концепций на первый взгляд выглядит как не поддающийся единому рациональному истолкованию. Действительно, если оказывается, что не срабатывает простое правило устранения теории при её противоречии фактам, и если она может длительное время идти наперекор тому, что показывают данные эмпирических проверок, то ка­ковы же тогда реальные критерии принятия или отвержения теории? Та­кая ситуация кажется вообще рационально неразрешимой.

Для того чтобы разобраться в ней, И. Лакатос предлагает выйти за рамки измерения процесса научного познания в единицах теорий и мыс­лить в терминах более крупных концептуальных образований; он утвер­ждает, что «фундаментальной единицей оценки должна быть не изо­лированная теория или совокупность теорий, а исследовательская

¹ Лакатос И. История науки и её рациональные реконструкции. С. 217.

программа»¹. И. Лакатос использует развиваемый им подход, образно говоря, для восстановления законности и порядка в научной деятельно­сти; он предлагает новый масштаб рационального истолкования хода научного познания — рациональную реконструкцию.

Приведём некоторые примеры действия научно-исследовательских программ в истории науки. Одна из самых успешных — теория тяготения Ньютона. Она первоначально разрабатывалась в окружении противоре­чивших ей свидетельств, в океане аномалий. Но последователи этой прог­раммы, критикуя оппозиционные теории, в рамках которых поставлялись данные наблюдений, постепенно переработали контрпримеры в подкреп­ляющие факты. Они настойчиво двигались вперёд, несмотря на серьёзные затруднения в применении этой программы. Яркий пример подобного рода приведён в книге Т. Куна: на протяжении нескольких десятилетий учёные безуспешно пытались вывести наблюдаемое движение Луны из ньютоновских законов. В общей сложности эта проблема не поддавалась решению 60 (!) лет, однако учёные продолжали упорно работать над ней, в то время как сама теория Ньютона продолжала оставаться общеприня­той и не расценивалась как подлежащая пересмотру или отвержению (хотя уже и появились мнения о необходимости её модификации). Лишь в 1750 г. А. Клеро показал, что затруднение коренилось в неправильном применении ньютоновских законов, что позволило решить проблему при сохранении исходных теоретических принципов¹.

Ещё одним примером действенной программы может служить иссле­довательская микробиологическая программа Луи Пастера. Её базисным утверждением было положение о том, что для всякого заболевания, если оно необъяснимо в терминах явных повреждений, следует искать бакте­риальную причину. Л. Пастер и его сотрудники развивали эту программу весьма интенсивно; в целом она оказалась вполне успешной, хотя некото­рые её направления и потерпели поражение.

Среди прочих научно-исследовательских программ можно назвать также концепции эволюции, фрейдовский психоанализ, корпускулярную теорию света и многие другие.

Функционирование научных программ

Научно-исследовательская программа функционирует в научном по­знании как структурирующее начало. Предметная область, которая состоит из исследовательских программ, является «зрелой», в отличие от той «незрелой» области, где деятельность осуществляется по незамысло­ватому принципу проб и ошибок. Научно-исследовательская программа

Кун Т. Структура научных революций. М., 1977. С. 64-65, 115.

представляет собой именно осознанное делание науки, когда исследова­тель знает, что он делает и для чего он делает, а не просто слепое движение наудачу.

Ядро программы, как и ядро теории, о котором шла речь в предыду­щем параграфе, представляет собой основное теоретическое содержа­ние данного концептуального образования. Ядро программы является в некотором роде неопровержимым: его логический статус состоит в том, что ядро принимается по соглашению, т.е. конвенционально. Это означа­ет, что те, кто разделяет установки данной программы, соглашаются с её основными положениями и опираются на них в своих дальнейших изыс­каниях. Программа определяет и то, чем конкретно занимается учёный в своих поисках: он не просто случайно выбирает, что исследовать, а сама программа задаёт ему определённую расстановку проблем. Основные разработки, как правило, относятся к благополучной области программы, в которой она неплохо подтверждается; в этих изысканиях производит обогащение и совершенствование теоретического материала. Кроме того, существенная часть работы сторонников программы может быть направ­лена и на её защиту от конкурирующих концепций: они выдвигают контр­доводы, проектируют новые эксперименты в подтверждение исходной программы, а некоторые неудобные факты и критические замечания мо­гут ими попросту игнорироваться. Иными словами, научно-исследова­тельская программа обладает как бы иммунитетом, запасом прочности против попыток её опровержения.

Как же определить, какая из конкурирующих программ лучше, т.е. раз­вивается более успешно? Объективным критерием с точки зрения И. Лакатоса является способность программы справляться с эмпирическими данными (т.е. объяснять их и предсказывать новые). В общем случае та­кая оценка оказывается не абсолютной, а сравнительной; она касается ситуации конкуренции двух (или более) программ. Если теория Т₁, разра­батываемая в рамках некоторой программы Р₁ , лучше справляется с эмпи­рическим базисом, чем теория Т₂ (из программы Р₂), то теория Т₁ является прогрессирующей программой, а теория Т₂ —регрессирующей.

У прогрессирующей программы теоретический рост опережает её эм­пирический рост, т.е. она успешно предсказывает новые факты. У регресси­рующей программы её теоретический рост не успевает за эмпирическим ростом, т.е. она способна только ретроспективно объяснять факты, пред­сказываемые и открываемые программой-конкурентом; при этом нарастает масса специально формулируемых, имеющих явно приспособительный ха­рактер, вспомогательных гипотез (гипотез ad hoc), появляются все новые факты, их трудно совместить с данной программой, в ходе защиты теория усложняется и начинает испытывать различные внутренние трудности.

Иными словами, прогрессирующая программа в некотором смысле сама активно управляет, эмпирическими данными, обладая значитель­ным объяснительным и предсказательным потенциалом; регрессирую­щей же программе недостаёт инициативы; она существенно зависит от поступления эмпирических данных (которые сама она не могла предви­деть), так что ей приходится занимать пассивную оборонительную по­зицию.

Если какая-то исследовательская программа Р₁ явно прогрессирует относительно программы Р₂, то регрессирующая программа теряет пози­ции среди учёных и в итоге «уходит со сцены» (или она может быть при­остановлена на неопределённый срок). Научные революции с этой точки зрения должны быть поняты как победы прогрессирующих программ над своими конкурентами, исчерпавшими ресурсы развития.

В таком ракурсе научное познание как таковое может быть измерено масштабом научно-исследовательских программ, т.е. интерпретировано как процесс их возникновения, развития, взаимодействия и конкуренции. Иными словами, подход И. Лакатоса может быть расширен до создания модели научного познания вообще. Важнейшей чертой этого подхода явля­ется его плюралистический характер: в каждой научной области существу­ет не единственная теория, непрерывно совершенствуемая, а некоторое количество (видимо, чаще две) альтернативных концепций, часто доста­точно длительно противостоящих друг другу. При этом исследователь может также работать одновременно в обеих конкурирующих програм­мах, когда, например, собирается изнутри показать слабость регрессиру­ющей программы. И.Лакатос обращает внимание на этот важный момент, демонстрирующий принципиальную сравнимость конкурирующих прог­рамм, способность исследователей оценивать их обе, становясь поочерёд­но на ту или иную точку зрения.

Итак, научно-исследовательская программа — это достаточно устойчивый комплекс научных идей, реализующийся в серии сменяющих друг друга теорий и структурирующий научную деятельность. Устойчивость исследовательской программы позволяет учёным придержи­ваться определённого стратегического направления, не отвлекаясь на множество случайных отклонений. Развитие научного познания во мно­гом связано с конкуренцией научно-исследовательских программ, в ходе которой побеждают те программы, которые обнаруживают более успешное овладение эмпирическим материалом, демонстрируя значи­тельный объяснительный и предсказательный потенциал.

В общем, философско-методологическая концепция И. Лакатоса оказа­лась вполне привлекательной. Разумеется, она не лишена определённых не­достатков, но это только стимулировало поиск дальнейших подходов к ана-

лизу научного познания. В целом понятие научно-исследовательской про­граммы уверенно вошло в терминологический аппарат современной фило­софии и методологии науки. К работам И. Лакатоса в связи с проблемами динамики и рациональности науки мы вернёмся в главе 4.

Методологический анализ научного познания в ракурсе научно-иссле­довательских программ развивается и в позднейшее время. В отечествен­ной литературе его продолжили такие исследователи, как М.Д. Ахундов, В.П. Визгин, П.П. Гайденко, С.В. Илларионов и др. В зарубежной литерату­ре известность приобрёл подход Л. Лаудана, использующий и модифици­рующий ряд лакатосианских идей. Его краткому обзору посвящена остав­шаяся часть параграфа.