Модели анализа научного открытия и исследования

Представления о том, как совершаются открытия в науке и как в ней происходит процесс исследования в целом, менялись на протяжении всей ее истории.

Начиная с XVII в. среди эмпирических наук доминировало экспериментальное естествознание, поэтому впервые проблемы научного открытия возникли именно в его рамках. На протя­жении XVII—XVIII вв. оно лишь накапливало и систематизи­ровало необходимую эмпирическую информацию, делало про­стейшие индуктивные обобщения на основе фактического ма­териала и устанавливало элементарные эмпирические законы. Многие философы тогда верили в возможность создания «особой логики», с помощью которой можно было бы почти чисто механически совершать открытия в науке. В области эм­пирических наук наиболее ясно такой взгляд выразил Фрэнсис Бэкон, который надеялся, что созданные им каноны индук­тивной логики помогут решить эту задачу.

«Наш же путь открытия наук, — писал он, — немногое оставляет остроте и силе дарования, но почти уравнивает их. Подобно тому как для проведения прямой или описания со-

вершенного круга много значат твердость, умелость и испы-танность руки, если действовать только рукой, мало или совсем ничего не значит, — если пользоваться циркулем и линейкой. Так обстоит и с нашим методом»¹.

Однако как индуктивные каноны самого Бэкона, так и усо­вершенствованные и систематизированные впоследствии Д.С. Миллем приемы исследования (методы сходства, разли­чия, сопутствующих изменений и остатков), дают возможность устанавливать только простейшие эмпирические (по термино­логии Милля «причинные») связи между непосредственно на­блюдаемыми свойствами явлений, но даже в этом случае не­редко приходится обращаться к гипотезе. Например, когда по методу единственного различия между явлениями устанавли­вают, что перо и монета падают в вакууме с одинаковым уско­рением, а в воздушной среде вследствие сопротивления воздуха перо падает значительно медленнее, чем монета. Чтобы обна­ружить такой факт на опыте, необходимо было предварительно догадаться, что причиной изменения скорости падения в дан­ном случае является сопротивление воздуха. Этот пример пока­зывает, что научные открытия не совершаются по правилам индуктивной логики Бэкона—Милля. Дальнейшее развитие науки убедительно показало, что с помощью индуктивных ка­нонов можно было устанавливать лишь простейшие эмпириче­ские обобщения и законы. Открытие же подлинно глубоких теоретических законов нельзя было осуществить с помощью любых заранее заданных правил, или алгоритмов. Путь к таким законам, как мы убедимся в дальнейшем, лежит через догадки, предположения и гипотезы, вывод из них логических след­ствий, проверку их на опыте, исправление и уточнение преж­них гипотез.

В области дедуктивных наук Г.В. Лейбниц мечтал о созда­нии всеобщего метода, который позволил бы свести любое рас­суждение к вычислению. С помощью такого метода он надеял­ся решать любые споры не только в науке, но и в политике и философии.

«В случае возникновения споров, — писал он, — двум фи­лософам не придется больше прибегать к спору, как не прибе­гают к нему счетчики. Вместо, спора они возьмут перья в руки, сядут за доски² и скажут друг другу: «Будем вычислять»³. Эта идея о полном сведении дедуктивного рассуждения к вычисле-

нию хотя и привела к созданию математической логики, тем не менее оказалась утопической, ибо даже в рамках математики существуют алгоритмически неразрешимые проблемы. Там же, где приходится учитывать взаимодействие опыта и логики, эм­пирических данных и рационального рассуждения, положение еще больше усложняется.

В этом сложном процессе исследования творчество и ин­туиция, логика и опыт, дискурсия и воображение, знания и та­лант взаимно дополняют и часто обусловливают друг друга. Поскольку все эти разнородные и сложные факторы не подда­ются формализации и алгоритмизации, постольку невозможно и создание логики открытия ни в форме индуктивной, ни де­дуктивной логики. Таким образом, и эмпирическая, и индук­тивная модель открытия, предложенная Ф. Бэконом, и рацио­нальная, и дедуктивная модель, выдвинутая Г. Лейбницем, ока­зались одинаково ■ несостоятельными из-за слишком упрощен­ного понимания процесса научного исследования вообще и от­крытия нового в науке в особенности. Хотя эти реформаторы логики всячески подчеркивали необходимость роста научного знания, видя в нем могучую силу общественного прогресса, тем не менее сам этот рост сводили к чисто кумулятивному процес­су накопления достоверных истин. Своими трудами они стре­мились облегчить и ускорить процесс поиска и открытия таких истин.

Однако уже в первой половине прошлого века некоторые логики и философы науки ясно осознали бесперспективность попыток построения логики открытия. Вместо этого они стали призывать к исследованию логических следствий из предло женных в ходе исследования гипотез, а также их оценке и про­верке с помощью эмпирических наблюдений и экспериментов.

«Научное открытие, — писал известный историк науки Уэвелл, — должно зависеть от счастливой мысли, проследить происхождение которой мы не можем. Поэтому некоторые благоприятные повороты мысли выше всяких прайил и, следо­вательно, нельзя дать никаких правил, которые бы неизбежно приводили к открытию»¹.

Таким образом, в эмпирических науках вместо индуктивной логики, ориентирующейся на открытие новых научных истин, с

¹ Бэкон Ф. Новый Органон. — Соч. в 2-х т.— М.: Мысль, 1972. Т.2. — С.27—28.

² Имеется в виду счетная доска — абак.

³ Новые идеи в математике: Сб.— СПб., 1913, №1.— С. 87.

¹ Whewell W. The Philosophy of the inductive sciences, founded upon their history. V.l. - London, 1847. - P.20-21.

середины прошлого века все настойчивее выдвигается дедук­тивная логика для обоснования существующих догадок, пред­положений и гипотез. В связи с этим все большее распростра­нение получает гипотетико-дедуктивная модель анализа струк­туры научного исследования. Согласно этой модели проблемы генезиса, или происхождения, самих гипотез, способов их по­лучения или формирования не имеют никакого отношения к методологии и философии науки. Они должны заниматься только логическим анализом существующих гипотез или их си­стем, а именно выведением из них логических следствий и проверкой последних с помощью результатов наблюдений и экспериментов. Поскольку такая модель не пытается свести творческий процесс открытия новых истин в науке к некоей механической процедуре или наперед заданному алгоритму, то она постепенно получила широкое распростр.анение в методо­логии науки.

Особенно много усилий затратили на пропаганду гипотети-ко-дедуктивного метода не только сторонники логического по­зитивизма, но и их оппоненты — критические рационалисты — во главе с К. Поппером. В отличие от своих предшественников, они строго ограничили свою задачу исключительно обоснова­нием существующего научного знания, а не его возникновения и развития.

Наиболее четко противопоставление контекста обоснования контексту открытия сформулировал Г. Рейхенбах в книге «Опыт и предсказание». «Акт открытия, — писал он, — не под­дается логическому анализу. Не дело логика объяснять научные открытия; все, что он может сделать, — это анализировать от­ношения между фактами и теорией... Я ввожу термины кон­текст открытия и контекст обоснования, чтобы провести такое различие. Тогда мы должны сказать, что эпистемология зани­мается только рассмотрением контекста обоснования»¹.

Под эпистемологией он подразумевает учение о знании и его развитии, которое отличается от психологии тем, что рас­сматривает «скорей логическую замену, чем реальный процесс познания»². Такая замена реального процесса исследования его логической реконструкцией составляет суть позитивистского под­хода к анализу науки, при котором почти все внимание уде-

ляется проблемам верификации новых гипотез и теоретических систем, т. е. их обоснованию, а не открытию.

К. Поппер, решительно выступавший против критерия ве­рификации позитивистов, тем не менее разделял их общий взгляд на задачи логики и философии науки. Он также считал, что логика науки должна заниматься обоснованием новых идей и гипотез, а не вопросами психологии открытия: «Вопрос о пу­тях, по которым новая идея — будь то музыкальная тема, дра­матический конфликт или научная теория — приходит челове­ку, может представлять существенный интерес для эмпири­ческой психологии, но он совершенно не относится к логи­ческому анализу научного знания. Логический анализ не затра­гивает вопросов о фактах (кантовского quid facti), а касается только вопросов об оправдании или обоснованности (кантовского quid juris). Вопросы второго типа имеют следующий вид: можно ли оправдать некоторое высказывание? Если можно, то каким образом? Проверяемо ли это высказывание?... Для того чтобы подвергнуть некоторое высказывание логическому анализу, оно должно быть представлено нам... В соответствии со сказанным, я буду различать процесс создания новой идеи, с одной сторо­ны, и методы и результаты ее логического исследования — с другой. Что же касается задачи логики познания — в отличие от психологии познания, — то я буду исходить из предпосылки, что она состоит исключительно в исследовании методов, ис­пользуемых при тех систематических проверках, которым сле­дует подвергнуть любую новую идею, если она, конечно, за­служивает серьезного отношения к себе»¹.

Отсюда становится ясным, что взгляды Поппера по данно­му вопросу ничем принципиально не отличаются от взглядов Рейхенбаха и других логических позитивистов. Однако было бы неправильным на этом основании не видеть различия между ними и зачислять Поппера к неопозитивистам, как это часто делается в нашей философской литературе. Отличие между ни­ми существует, как мы видели, уже по вопросу о критерии на­учности новых идей. Если позитивисты придерживаются кри­терия верификации, то Поппер защищает фальсификацию. Од­нако главное, что их различает, заключается в том, что в то время как позитивисты отстаивают позиции эмпиризма и свя­занного с ним индуктивного метода исследования, Поппер за­щищает рационализм и решительно отвергает индукцию как

¹ Reichenbach Н. Experience and prediction.An analysis of the structure of knowledge.
— Los Angeles: Californ.univ. press., 1938. — P.6—7.

² Ibidem. — P.5.

Поппер К. Логика и рост научного знания. — С. 50—51.

необоснованный, по его мнению, способ рассуждения. Вместе с другими критиками так называемой стандартной позитивист­ской модели познания Поппер выступал против допущения существования чистого языка наблюдения, не содержащего ни­каких теоретических идей. «Не может быть никаких чистых восприятий, никаких чистых фактов, — писал он, — так же, как никакого чистого языка наблюдения, поскольку все языки насыщены теорией и мифами»¹.

Неопозитивистская концепция, опирающаяся на гипотети-ко-дедуктивную модель развития научного знания, доминиро­вала в западной философии науки почти до 60-х гг. XX в. Она даже получила название «стандартной модели», но постепенно возникли сомнения в ее адекватности, и все настойчивее стали раздаваться возражения против нее не только со стороны фи­лософов других направлений, но и специалистов-естество­испытателей и гуманитариев. Наиболее обстоятельной и обосно­ванной критике «стандартная модель» была подвергнута на боль­шом международном симпозиуме в США, в котором приняло уча­стие свыше тысячи ученых. В связи этим, выступая на симпози­уме, один из создателей «стандартной модели» К. Гемпель вы­нужден был признать, что «чувствует все больше сомнений от­носительно адекватности этой концепции»².

После отказа от «стандартной модели» возникло множество альтернативных концепций развития научного знания. Наиболь­шее распространение среди них получили прежде всего модели, ориентирующиеся на новые подходы к процессу открытия, разра­ботки и обоснования научных идей. Сторонники построения та­ких моделей вновь возвращаются к исследованию процесса науч­ного открытия новыми средствами логического анализа.

Один из наиболее видных лидеров этого направления Н.Р. Хэнсон еще в период господства неопозитивистской кон­цепции в конце 50-х гг. выступил с резкой критикой гипотети-ко-дедуктивной модели, справедливо отмечая, что она дает возможность анализировать только готовые результаты научно­го исследования. Недостаток этой модели он видит в том, что хотя она дает основания для принятия гипотезы, но не показы­вает, каким путем к ней приходят. Обычные ссылки на интуи­цию, талант и опыт ученого, конечно, необходимы для пони-

мания новых открытий в науке, но это не означает, что раз­мышления, которые приводят к таким открытиям, основы­ваются на нерациональных основаниях. Чтобы сформулировать законы свободного падения или всемирного тяготения, потре­бовались гении — Галилей и Ньютон; они наряду с интуицией и воображением руководствовались также рациональными, логическими методами рассуждений. В связи с этим Н. Хэнсон утверждает, что «если установление гипотез через предсказание имеет свою логику, то соответствующая логика должна суще­ствовать и при создании гипотез»¹.

Логика, о которой идет здесь речь, не является индук­тивной, ибо научные теории, указывал он, не создаются путем индуктивного обобщения эмпирических данных, как учил Ф. Бэкон. В то же время такое открытие не сводится к простой дедукции законов из чисто умозрительных догадок. Обращаясь к знакомой ему области исследования, Хэнсон писал: «Физи­ческие теории дают схемы, в рамках которых эмпирические данные оказываются понятными... От наблюдаемых свойств яв­лений физик стремится найти разумный путь к ключевым иде­ям, с помощью которых эти свойства могут быть фактически объяснены»². Таким образом, логика открытия Хэнсона меньше всего напоминает механическую процедуру нахождения новых истин вроде логики Бэкона. Она скорее похожа на логику аб-дуктивных рассуждений Ч.С. Пирса, о которой подробнее мы будем говорить в дальнейшем, но которая представляет собой эвристический способ предварительной оценки и поиска новых гипотез. Другими словами, подобная логика не гарантирует безошибочное нахождение новых истин в науке, а устанавли­вает необходимые, но далеко не достаточные условия или нор­мы для их поиска, и, следовательно, ее выводы имеют реко­мендательный и нормативный, а не обязательный характер.

Такой нормативный подход к научному открытию ясно вы­ражен в трудах американского специалиста по компьютерным наукам и философии Г. Саймона. Он рассматривает логику, или, скорее, методологию научного открытия как «совокуп­ность нормативных стандартов, необходимых для анализа про­цессов, ведущих к открытию научных теорий или к их провер-

¹ Popper К. Objective Knowledge. — P. 146.

² Ed. Suppe F. The Structure of scientific theories. — Urbana: Univ.of Illinois press
1977.—P.247.

¹ Hanson N.R Patterns of discovery: an inquiry in the conceptual foundation of science.
- CambridgeTJhiv. press., 1958. — P.72.

² Ibidem. — P.90.

ке, или к выяснению формальной структуры самих теорий»¹. Еще более решительно против разработки логики открытия вы­ступает другой американский философ — Л. Лаудан, который рассматривает такую логику как пройденный этап развития науки, когда естествознание только формировалось и было за­нято поиском простейших его законов. Метод же абдукции, используемый Хэнсоном, он считает не методом открытия, а средством для оценки научных гипотез².

В последние годы многие философы науки хотя и выступа­ют против логики открытия, тем не менее защищают возмож­ность и необходимость разработки методологии открытия и на­учного поиска. Некоторые критики этого направления продол­жают рассматривать методологию, как и логику, в.узком смыс­ле, т.е. как систему правил для нахождения новых научных ис­тин. Однако, как справедливо заявляет один из организаторов международной конференции по этим проблемам — Т. Никлз: «Сегодня многие защитники методологии открытия не только отрицают такое ее отождествление с логикой, но и отвергают само существование логики открытия... Их лозунгом является "методология открытия без логики открытия..."»³.

По конкретным проблемам методологии открытия мнения расходятся: одни авторы сосредоточивают свое внимание на процессе генерирования новых научных идей и гипотез, свя­занном главным образом с предварительной оценкой их пер­спективности в приращении научного знания; другие — счита­ют, что разработка гипотез охватывает как процесс генерирова­ния идей и гипотез, так и дальнейший логический и эпистемо­логический анализ тех стадий исследования проблемы, для ре­шения которой построена гипотеза; третьи — интересуются специфическими особенностями умозаключений, которые ис­пользуются в ходе разработки гипотез, обращая особое внима­ние на правдоподобные и эвристические методы рассуждений.

Другое направление в современной методологии науки ори­ентируется на исторические исследования процесса научного творчества. Эти исследования могут осуществляться разными путями: от простого описания процедур и приемов мышления,

¹ Simon H.Djoes scientific discovery have a logic?// Philosophy of science V 40 1977
№ 4. — P.473. ₍

² Laudan L. Wliy was the logic of discovery abandoned?// Scientific discovery, logic
and rationality. — Dordrecht, 1980. — P. 173.

³ Ntckles Th. Introductory essays: Scientific discjvery and future of philosophy of
science// Scientific discovery.logic and rationality. — Dordrecht, 1980. — P.7.

с помощью которых ученые приходили к открытиям, до крити­ческого анализа и разрешения тех проблемных ситуаций, кото­рые приводили к революциям в науке. Историки науки главное внимание при этом обращают обычно на выдающиеся откры­тия и анализ творчества великих ученых. Не подлежит сомне­нию, что такой анализ представляется весьма важным и ин­тересным, но он касается большей частью, индивидуального творчества ученого, его психологических особенностей, склон­ностей, стиля работы и т.п. Для методологического же исследо­вания значительно больший интерес представляет анализ тех приемов, методов рассуждений и способов генерирования но­вых научных идей, которыми обогатил науку ученый.

К сожалению, многие историки науки, подробно описывая факты общей и научной биографии ученых, почти не зани­маются критическим анализом их концептуальной деятель­ности. Этот пробел должны заполнить специалисты по методо­логии науки, чтобы совместными усилиями разъяснить, как осуществляется творческая деятельность в науке. В последнее время некоторые историки науки стали больше интересоваться тем, как происходят концептуальные изменения в процессе развития науки. Свидетельством тому может служить появление книги Т. Куца «Структура научных революций». Эта книга вы­звала немало критических возражений как на Западе, так в России, тем не менее она дала сильный толчок для разверты­вания историко-методологических исследований и их философ­ских обобщений.