2014-02-09
1374
Логическая структура объяснения и условия его адекватности. Разнообразие видов научных объяснений. Дедуктивно-номологическое объяснение. Вероятностное объяснение. Объяснение как демонстрация возможности – необходимости. Взаимосвязь понимания и объяснения. Понимание как интерпретация. Логическая структура предсказания. Роль предсказания в развитии научного знания.
Объяснение и предсказание окружающих нас явлений и процессов представляют собой важнейшие функции науки в целом и научной теории, в частности. Поэтому с логической точки зрения среди основных функций теории особый интерес представляют описательная и предсказательная.
Объяснить факт – это значит подчинить его некоторому теоретическому обобщению, которое носит достоверный или вероятный характер. В качестве такого обобщения может выступать научный закон, если факт соотносится с завершенной теорией, или высказывание, фиксирующее некоторое отношение на модели в случае использовании незавершенной теории.
Объяснительная функция теории тесно связана с другими, в частности с систематизирующей функцией. Как и при объяснении, в процессе систематизации факт подводится под теоретическое положение, которое его объясняет, и он включается в более широкий, теоретический контекст знаний. Тем самым происходит установление связей факта с другими фактами и, таким образом, факты приобретают определенную целостность. Обосновывается их достоверность, они приобретают безупречно доказательную силу. Становление и развитие теоретических знаний стимулировалось, прежде всего, их способностью предсказывать возможные, например, будущие состояния объекта, отсутствующие в настоящий момент. Таким образом, в способности к дальним и точным прогнозам реализуется предсказательная функция теории.
С точки зрения логики, объяснить какое-то явление – значит логически связать высказывание об определенном явлении (экспланандум – объясняемое) с другими достоверными высказываниями теории (эксплананс – объясняющее). Эксплананс должен включать в себя, по крайней мере, одно общее утверждение, при этом экспланандум должен логически следовать из эксплананса.
Характер объяснения определяется характером логической связи между экспланансом и экспланандумом (дедукция, индукция или традукция).
Не менее важно различать объяснение явлений (феноменологическое) и объяснение законов (номологическое).
Объяснение явлений, как правило, включает в себя указание на причину этого явления, а также раскрытие механизма действия причины, что дает возможность раскрыть сущность объясняемого явления.
Объяснение закона – демонстрация необходимости, устойчивости и повторяемости в существовании явлений. Номологическое объяснение исходит из индуктивного обобщения наблюдений и экспериментов. В качестве результата такого обобщения выступает общее суждение вида «Все S есть P». Если установлено, что повторяемость в явлении основана на связи S и P, индуктивное обобщение становится научным законом (высказыванием, в котором утверждается объективная, необходимая, повторяющаяся связь S и P).
Подчинение факта теории имеет форму дедуктивного вывода, в котором роль экспланандума выполняет его заключение, а эксплананса – его большая посылка. Меньшая посылка фиксирует обстоятельства, при которых имеет место отображаемое в факте (следует помнить, что факт – это определенное высказывание) явление и при которых имеет силу теоретическое обобщение. Таким образом, объяснение принимает форму какого-либо силлогизма.
В общем случае в эксплананс может входить несколько общих и единичных утверждений, а вывод – представлять собой цепочку логических умозаключений. В дедуктивно-номологическом объяснении на месте экспланандума стоит общее утверждение (например, научный закон) или даже теория как система достоверных высказываний. В общем виде дедуктивно-номологические объяснение можно представить схематично следующим образом:
| L1, L2, L3,… | – Общие законы | Эксплананс |
| С1, С2, С3,… | – Утверждения о начальных условиях | |
| _________________________________ | Логический вывод | |
| Е | Описание объясняемого явления | Экспланандум |
По отношению к другим вида объяснения дедуктивно-номологического объяснение отличает ряд особенностей. Во-первых, оно придает необходимый характер объясняемому событию, так как представляет собой логический вывод объясняемого положения из некоторых посылок, и если эти посылки истинны (их истинность – одно из условий корректности объяснения), то выведенное положение логически необходимо должно быть истинным. То есть, в ходе дедуктивно-номологического объяснения исследователь связывает объясняемое событие с другими событиями и указываем на закономерный характер этих связей. Поэтому, если указанные законы объективны, то обсуждаемое событие должно иметь место и в этом смысле является необходимым.
Во-вторых (эта особенность взаимосвязана с первой), рассматриваемом виде объяснения общее утверждение, входящее в его эксплананс, должно быть объективным законом данной области исследования, т. е. выражать необходимую связь явлений. В противном случае объяснение не состоится. По своей логической форме объективный закон неотличим от так называемых «случайно истинных обобщений» – некоторых общих утверждений, которые в силу случайных обстоятельств оказались истинными (например, «Все присутствующие в данной аудитории – земляне»). И законы фрагмента мира, и случайно истинные обобщения выражаются общими высказываниями, однако последние нельзя использовать для объяснения. Следует отметить, что отличить закон от случайно истинного обобщения может только научная теория: если общее высказывание включено в теорию, то оно выражает закон рассматриваемой области мира; если же общее высказывание не является элементом теории, то, скорее всего оно является лишь случайно истинным.
Предсказательная мощь теории зависит в основном от двух взаимосвязанных факторов:
§ от глубины и полноты отображения сущности изучаемых объектов (разумно предположить, что, чем глубже и полнее такое отображение, тем надежней опирающиеся на теорию предсказания);
§ теоретическое предсказание находится в обратной зависимости от сложности и нестабильности исследуемого процесса, и чем сложнее и неустойчивее этот процесс, тем рискованнее предсказания.
Как известно из истории науки, относительно простыми системами являются системы, изучаемые небесной механикой. По отношению к первоначальным обобщениям астрономических таблиц, сделанным в древних цивилизациях (египетской, вавилонской, древнекитайской), которые позволяли предсказывать солнечные затмения, геоцентрическая система Птолемея была более мощной в своих предсказаниях и позволяла предвидеть также расположения планет на небосклоне, моменты равноденствий и др. На основе последней, прокладывали свои морские маршруты Колумб, Васко да Гама и другие мореплаватели. Но ее неэффективность во многих предсказаниях, как, например, при определениях длительности года, в конце концов, привела к созданию гелиоцентрической теории Коперника, в которой эти трудности были устранены.
Намного сложнее обстоит дело с неустойчивыми процессами. Хрестоматийный пример неустойчивой системы – маятник, находящийся в верхней точке. Вероятность предсказания увеличивается с улучшением знаний о сущности процесса, т.е. с повышением уровня теоретического овладения предметом познания.
В заключении необходимо сделать акцент на следующем.
Теория выполняет методологическую функцию, т. е. выступает в качестве опоры и средства дальнейшего исследования. Наиболее эффективный научный метод есть истинная теория, направленная на практическое применение, на разрешение определенного множества задач и проблем.
Таким образом, теория и метод – внутренне связанные феномены. Но между ними имеется существенная разница. Они соотносятся с разными областями: теория фиксирует знания о познаваемом объекте (предметные знания), а метод – знания о познавательной деятельности (методологические знания), направленной на получение новых предметных знаний. Поэтому сама по себе теория не есть еще метод. Превращение теории в метод означает изменение в ее структуре и приобретение новых качеств, в результате чего достаточно точно определяются способы ее практического применения. Теория остается в структуре метода в качестве базисного знания, под которое по особым правилам в определенном порядке должно подводиться разнообразие частных случаев, чтобы получились новые результаты – факты или более конкретные законы теории.
Строго логически непротиворечивость – это свойство дедуктивной теории, состоящее в том, что из неё невозможно вывести противоречие, т. е. какие-либо два суждения p и ~p, одно из которых является утверждением, а другое его отрицанием. В ходе теоретического исследования всегда следует помнить один из важнейших логических постулатов – из противоречия следует все что угодно (любое высказывание).
Можно ли построить теорию, особенно формальную, абсолютно гарантирующую невозможность появления в ней противоречия? – Как показали исследования австрийского логика и математика Курта Геделя (1906-1978) такую теорию построить невозможно. Им были доказаны две теоремы, подтверждающие отрицательный ответ на поставленный вопрос. В первой из них доказано, что формальная система (теория) неполна, т. е. совокупности аксиом и правил вывода в такой системе недостаточно для того, что бы разрешить любую проблему, которую можно сформулировать с помощью средств данной формальной системы. В таких системах существуют сравнительно простые утверждения, которые одновременно и недоказуемы, и неопровержимы в рамках данной системы [ ~VÙ~F ]. Поэтому их истинность может быть установлена лишь посредством неформального рассуждения.
Во второй теореме К. Гедель показал, что невозможно доказать непротиворечивость (т. е. одновременную невыводимость формул Q и ~Q) формальной системы средствами самой этой системы.
Из вышесказанного вытекает вывод: всякая достаточно полная формализация некоторой системы рассуждений приводит к появлению в ней неоднозначного (не истинного и не ложного) утверждения и не гарантирует ее от появления противоречия. Но это обстоятельство, конечно, не означает, что можно махнуть рукой на закон противоречия. Ни в коем случае нельзя это делать огульно. Прежде надо убедиться, что мы имеем дело с таким рассуждением, которое выходит за рамки «компетенции», «зоны действия» этого закона, т.е. с антиномией, содержательным противоречием.
Таким образом, К. Гёдель доказал принципиальную невыполнимость для достаточно богатых формальных теорий одновременного выполнения требований непротиворечивости и полноты; в этом случае они оказываются несовместимыми. Что же касается содержательных дедуктивных теорий (в том числе и математических), по отношению к которым требование полноты теряет всякий смысл, то для них непротиворечивость остаётся важнейшим необходимым критерием осмысленности и практической приложимости.
Термин «парадокс» происходит от греческого слова paradoxoV (parádoxes – неожиданный, странный). Парадокс – неожиданное высказывание, резко расходящееся с общепринятой точкой зрения по определенному вопросу. Любой парадокс выглядит как отрицание некоторого общезначимого суждения, кажущегося «безусловно правильным». Поскольку оригинальность высказывания воспринять гораздо проще, чем удостовериться в его истинности или ложности, парадоксальные высказывания часто воспринимают как свидетельства независимости, самобытности выражаемых ими мнений, особенно если они к тому же имеют внешне эффектную, чёткую, афористичную форму.
Научное понимание термина «парадокс» не совпадает с общеразговорным. Так как в науке нормой является истина, то представляется логичным понимать здесь парадокс как всякое отклонение от истины, т. е. ложь, или высказывание, противоречащее какому-либо положению (исходному или производному) теории. Поэтому нередко в науке парадокс понимается как синоним терминов «антиномия», «противоречие». При этом имеются в виду именно правильные (соответствующие принятым логическим нормам) умозаключения, а не рассуждения, в которых встречаются ошибки – умышленные (софизмы) или неумышленные (паралогизмы).
Наличие парадоксов свидетельствует о несовместимости некоторых высказываний теории (в аксиоматических теориях – о противоречивости её системы аксиом). Однако устранение такого высказывания, даже если оно и приводит к устранению данного конкретного парадокса, еще не гарантирует устранения всех парадоксов. С другой стороны, неосторожный отказ от слишком многих (или слишком сильных) высказываний может привести к тому, что в результате получится существенно более неполная теория. Сколько-нибудь успешное выполнение требований непротиворечивости и полноты, в свою очередь, предполагает тщательное выявление всех неявно принятых в рассматриваемой научной теории предпосылок, а затем явный их учёт и формулировку.
Парадоксы постоянно возникают в процессе развития научного знания. Так, в физике и космологии «парадоксальные», то есть противоречащие многовековой научной традиции, выводы содержатся в релятивистской теории (теории относительности), в квантовой теории и др. Анализ многих таких парадоксов так же, как в логике и математике, сыграл важную роль в развитии соответствующих научных теорий. Сказанное можно отнести вообще к любым уточнениям научных теорий, обусловленным тем, что новые экспериментальные данные вступают в противоречие с принципами, ранее казавшимися надёжно проверенными, что являются неотъемлемой частью общего процесса развития науки.
Так, известные из истории развития науки космологические парадоксы возникли в ходе экстраполяции законов физики на достаточно большие области Вселенной или на Вселенную в целом. Например, в XIX веке распространение второго начала термодинамики без учёта гравитации на Вселенную в целом привело к выводу о неизбежности в будущем тепловой ее смерти. До 50-х годов XX века возраст Метагалактики в теории нестационарной Вселенной (в фридмановской космологии) оказывался меньше возраста планеты Земля.
Более значимыми для развития науки являются два других парадокса, возникших в процессе объединения земной и небесной механики, т. е. при космологическом применении законов классической физики (ньютоновской механики): (1) фотометрический парадокс Шезо–Ольберса, согласно которому ночное небо должно равномерно светиться, что противоречит наблюдениям, и (2) гравитационный парадокс Неймана–Зелигера менее очевиден и состоит в том, что в бесконечной Вселенной на любое тело действует бесконечно большая сила притяжения и, как следствие, любое движение материальных тел в ней становится невозможным (что, опять же противоречит наблюдениям).
Данные парадоксы послужили импульсом поиска новых решений. В релятивистской космологии фотометрический парадокс разрешается на основе эффекта красного смещения, т. е.яркость далёких объектов понижается. Гравитационный парадокс разрешается в космологических масштабах в теории Эйнштейна, в которой закон всемирного тяготения уточняется для случая очень сильных гравитационных полей.
