Традиции и революции в развитии науки

Дальнейшее обобщение и развитие новых идеи о пространстве и времени получили в общей теории относительности, в которой рассматриваются любые системы отсчета. В ней все законы природы считаются инвариантными не только в инерциальных системах, но и системах отсчета, движущихся неравномерно и по разным траекториям. Гравитационное уравнение, описывающее свойства поля тяготения, устанавливает взаимосвязь между полями тяготения и их пространственными свойствами и структурами. Поэтому при разработке общей теории относительности пришлось отказаться от евклидовой геометрии, которая лежит в основе специальной теории относительности, и обратиться к четырехмерной неевклидовой геометрии переменной отрицательной кривизны Б. Римана. В связи с этим произошла перестройка прежних оснований науки, прежде всего научной картины мира и мировоззренческих и философских принципов науки. Прежние механистические взгляды и картина мира оказались не в состоянии обосновать новые фундаментальные открытия специальной и общей теории относительности.

Таким образом, с мировоззренческой и философской точки зрения научные революции представляют собой коренное, качественное изменение в развитии научного знания, перерыв постепенности в этом развитии, сопровождающийся не только возникновением принципиально нового знания, но и перестройкой оснований прежнего знания.

Понятие «революция» свидетельствует о радикальных качественных изменениях в мире знания, о перестройке оснований науки.

Как показывают исследователи, научная революция может протекать двояко:

– вызывать трансформацию специальной картины мира без изменения идеалов и норм исследования;

– осуществлять радикальные изменения и в картине мира, и в системе идеалов и норм науки.

Предпосылкой любой научной революции являются факты, которые не могут быть объяснены имеющимися научными средствами и указывают на противоречия существующей теории. Когда аномалии, проблемы и ошибки накапливаются и становятся очевидными, развивается кризисная ситуация, которая и приводит к научной революции. В результате научной революции возникает новая объединяющая теория (парадигма), способная объяснить и устранить ранее имеющиеся противоречия.

Известный философ науки Томас Кун в своей книге «Структура научных революций» (1962) обосновал модель развития науки (рассказать о чередовании «нормальной науки» и научных революций).

Революционные периоды приводят к изменению структуры науки, принципов познания, категорий, методов и форм организации. История развития науки позволяет утверждать, что периоды спокойного, нормального развития науки отражают ситуацию преемственности традиций, когда все научные дисциплины развиваются в соответствии с установленными закономерностями и принятой системой предписаний. «Нормальная наука» означает исследования, прочно опирающиеся на прошлые или имеющиеся научные достижения и признающие их в качестве фундамента последующего развития. В периоды нормального развития науки деятельность ученых строится на основе одинаковых парадигм, одних и тех же правил и стандартов научной практики. Возникает общность установок и видимая согласованность действий, которая обеспечивает преемственность традиций того или иного направления. Ученые не ставят задачи создания принципиально новых теорий. «Нормальная наука» развивается, накапливая информацию, уточняя известные факты.

Каждая научная революция открывает новые закономерности, которые не могут быть поняты в рамках прежних представлений. Научная революция значительно меняет историческую перспективу исследований и влияет на структуру учебников и научных работ, затрагивает стиль мышления и может по своим последствиям выходить далеко за рамки своей области. Научные революции рассматриваются как некумулятивные эпизоды развития науки, во время которых старая парадигма замещается целиком или частично новой парадигмой, несовместимой со старой.

Симптомами научной революции кроме явных аномалий являются кризисные ситуации в объяснении и обосновании новых фактов, борьба старого знания и новой гипотезы. Научная революция – это не одномоментный акт, а длительный процесс, сопровождающийся радикальной перестройкой и переоценкой всех ранее имевшихся факторов. Изменяются не только стандарты и теории, но и средства исследования. Научная революция является выражением движущей силы научного прогресса.

Проблема научных традиций всегда привлекала внимание ученых и философов науки, но только Т. Кун (один из лидеров современной постпозитивистской философии науки) впервые рассмотрел традиции как основной конституирующий фактор развития науки. Он обосновал, казалось бы, противоречивый феномен: традиции являются условием возможности научного развития. Любая традиция (социально-политическая, культурная и т.д.) всегда относится к прошлому, опирается на прежние достижения. Что является прошлым для непрерывно развивающейся науки? Научная парадигма, которая всегда базируется на прошлых достижениях. К их числу относятся ранее открытые научные теории, которые по тем или иным причинам начинают интерпретироваться как образец решения всех научных проблем, как теоретическое и методологическое основание науки в ее конкретно-историческом пространстве. Парадигма есть совокупность знаний, методов, образцов решения конкретных задач, ценностей, безоговорочно разделяемых членами научного сообщества. Со сменой парадигмы начинается этап нормальной науки. На этом этапе наука характеризуется наличием четкой программы деятельности, что приводит к селекции альтернативных для этой программы и аномальных для нее смыслов. Предсказания новых видов явлений и процессов, т.е. тех, которые не вписываются в контекст господствующей парадигмы, не является целью нормальной науки.

Ученый в обозначенной ситуации систематизирует известные факты; дает им более детальное объяснение в рамках существующей парадигмы; открывает новые факты, опираясь на предсказания господствующей теории; совершенствует опыт решения задач и проблем, возникших в контексте этой теории. Наука развивается в рамках традиции. И, как показал Кун, традиция не только не тормозит это развитие, но выступает в качестве его необходимого условия.

Из истории науки известно, что происходит смена традиции, возникновение новых парадигм, т.е. радикально новых теорий, образцов решения задач, связанных с такими явлениями, о существовании которых ученые даже не могли подозревать в рамках «старой» парадигмы. Действуя по правилам господствующей парадигмы, ученый случайно и побочным образом наталкивается на такие факты и явления, которые не объяснимы в рамках этой парадигмы. Возникает необходимость изменить правила научного исследования и объяснения.

Но в таком объяснении есть изъяны. Дело в том, что парадигма как бы задает «угол» зрения, и то, что находится за его пределами, просто-напросто не воспринимается. Поэтому, даже случайно натолкнувшись на новое явление, ученый, работающий в определенной парадигме, вряд ли его заметит или проинтерпретирует адекватно. Эту ситуацию признавал и Кун. Например, когда физики, пытаясь увидеть «след» электрона в камере Вильсона, обнаружили, что этот след имеет форму «развилки», то они отнесли этот эффект к погрешностям эксперимента. И только когда Дирак «на кончике пера» открыл позитрон, стала ясна истинная суть двойного следа в камере Вильсона. Возникает проблема: как согласовать изменение парадигмы под напором новых фактов с утверждением, что восприятие ученым явлений, не укладывающихся в парадигму, всегда затруднено.

Концепцию Куна пытаются усовершенствовать отечественные философы науки. Это усовершенствование связано, прежде всего, с разработкой концепции многообразия научных традиций, которое основывается на отличии научных традиций по содержанию, функциям, выполняемым в науке, способу существования.

Так, по способу существования можно выделить вербализованные (существующие в виде текстов) и невербализованные (не выразимые полностью в языке) традиции. Первые реализованы в виде текстов монографий и учебников. Вторые не имеют текстовой формы и относятся к типу неявного знания. Последнее связано с именем философа М. Полани (конец 50-х гг. XX в.). Неявное знание — это такое знание, которое принципиально не может быть четко и полно выражено с помощью вербального языка. Так, очень трудно выразить в виде словесных правил или предписаний такие бытующие среди ученых действия, как «красивое» решение задач, создание «эстетической» теории, «изящно» поставленный эксперимент и т.д. Не существует четких определений того, что в науке относится к разряду «красивого». Ценностные ориентации ученых, специфика их «тонко аргументированных» рассуждений также относятся к сфере неявного знания.

Неявные знания передаются на уровне образцов от учителя к ученику, от одного поколения ученых к другому. М. А. Розов выделяет два типа образцов в науке: а) образцы действия и б) образцы-продукты. Образцы действия предполагают возможность продемонстрировать технологию производства предмета. Такая демонстрация легко осуществима по отношению к артефактам (сделанные руками человека предметы и процессы). Можно показать, как делают, например, нож. Так же сравнительно легко продемонстрировать последовательность операций какого-нибудь химического анализа, решения математических уравнений.

Но показать технологию «производства» аксиом той или иной научной теории, дать «рецепт» построения удачных классификаций еще никому не удалось. Дело в том, что аксиомы, классификации — это некие образцы продуктов, в которых глубоко скрыты схемы действия, с помощью которых они получены. Эти схемы действия, как правило, остались не вполне проясненными и для самого создателя аксиом, классификаций и т. д. Так, никто не знает, как Евклид создал свои «Начала», ибо он не дал никаких разъяснений по этому поводу. Он оставил потомкам готовый образец продукта, и теперь можно только пытаться реконструировать процесс создания «Начал», в котором присутствовали как явные, так и не поддающиеся реконструкции неявные предпосылки и знания, вплоть до религиозно-мистических.

Признание того факта, что научная традиция включает в себя наряду с явным также и неявное знание, позволяет сделать следующий вывод. Научная парадигма — это не замкнутая сфера норм и предписаний научной деятельности, а открытая система, включающая образцы неявного знания, почерпнутого не только из сферы научной деятельности, но из других сфер жизнедеятельности ученого. Достаточно вспомнить о том, что многие ученые в своем творчестве испытали влияние музыки, художественных произведений, религиозно-мистического опыта и т. д. Следовательно, ученый работает не в жестких рамках стерильной куновской парадигмы, а подвержен влиянию всей культуры, что позволяет говорить о многообразии научных традиций.

Каждая научная традиция имеет свою сферу применения и распространения. Поэтому можно выделять традиции специально-научные и общенаучные. Но проводить резкую грань между ними трудно. Дело в том, что специально-научные традиции, на которых базируется та или иная конкретная наука, например, физика, химия, биология и т. д., могут одновременно выступать и в функции общенаучной традиции. Это происходит в том случае, когда методы одной науки, например биологии, применяются для построения теорий других естественных и даже общественных наук. Как известно, в настоящее время многие теоретические и методологические принципы и установки биологии используются при объяснении генезиса общества, отношения между полами и т.д.

Возникновение нового знания. Для уточнения понятия «новация» М. А. Розов выделяет незнание и неведение. Незнание предполагает возможность сформулировать задачу исследования того, чего мы не знаем. В сфере незнания ученый знает, чего он не знает, а потому может сказать: «Я не знаю того-то», например, причины какого-то уже известного физического или культурного явления, каких-то уточняющих сущность явления характеристик и т. д. И когда причины и уточняющие характеристики явлений будут выявлены, можно говорить о появлении нового знания в науке. Это новое имеет своеобразную природу: оно является результатом целенаправленных, преднамеренных действий ученых. Куновское толкование парадигмы соотносится только с так понимаемым новым. Незнание позволяет ученому планировать познавательную деятельность, используя уже накопленные знания о существовании тех или иных явлений и предметов. Иначе говоря, новое здесь выступает как расширение знания о чем-то уже известном. Так, исследователи Марса вполне правомерно ставят вопросы о строении марсианского грунта, о наличии воды, а следовательно, жизни на этой планете. В контексте наук о планетах вполне закономерно ставить вопросы такого типа, которые образуют сферу незнания.

Неведение, в отличие от незнания, можно высказать только в форме утверждения «я не знаю, чего не знаю». Действительно, трудно представить ситуацию, когда кто-то бы из ученых ставил задачу открыть то, что никому до сих пор не было известно. Так, в античности никто не знал о квантовой механике, а потому Демокрит, например, в принципе не мог поставить вопрос о спине электрона. Или другой пример. Когда астрофизики не знали ничего о «черных» дырах, никто из них не мог поставить вопрос об их существовании. Только когда этот феномен был открыт, возникла возможность говорить о нем в терминах незнания: «Я не знаю того-то и того-то, что относится к данному феномену».

Итак, целенаправленный, запрограммированный поиск абсолютно неизвестных еще никому явлений и процессов просто невозможен. Не существует и метода поиска таких явлений, ибо не известно, что и где искать. Абсолютное неведение находится за пределами возможности целеполагания ученого, ибо он не знает, что ему искать.

И, тем не менее, ученые выходят в сферу неведения и делают открытия таких явлений, процессов, о которых никто до этого не догадывался. Многие из таких открытий являются провозвестниками научных революций, т.е. принципиальных сдвигов в науке (о научных революциях см. ниже).

На вопрос, как преодолевается неведение, т.е. как совершаются открытия принципиально нового в науке, дает ответ отечественный философ М. А. Розов, предлагая несколько концепций.

Концепция «пришельцев». Смысл этой концепции прост: в какую-то науку приходит ученый из другой научной области. Не связанный традициями новой для себя науки, «пришелец» начинает решать ее задачи и проблемы с помощью методов своей «родной» науки. В итоге, он работает в традиции, но примененной к новой области. Как правило, успех сопутствовал тем ученым, которые совершали «монтаж» методов той науки, в которую «пришелец» внедрился, и той, из которой он пришел. На примере Пастера М. Розов показал, что успех ученого был обусловлен комбинированием традиций химии и биологии.

Концепция побочных результатов исследования. Работая в традиции, ученый иногда случайно получает какие-то побочные результаты и эффекты, которые им не планировались. Так произошло, например, в опытах               Л.Гальвани на лягушках. Заметить не планируемые, а потому непреднамеренные побочные эффекты ученый может только в силу их необычности для той традиции, в. которой он работает. «Необычность» требует объяснения, что предполагает выход за узкие рамки одной традиции в пространство совокупности сложившихся в данную эпоху научных традиций.

Концепция «движения с пересадками». Побочные результаты, непреднамеренно полученные в рамках одной из традиций, будучи для нее «бесполезными», могут оказаться очень важными для другой традиции. М. Розов так характеризует эту концепцию: «Развитие исследования начинает напоминать движение с пересадкой: с одних традиции, которые двигали нас вперед, мы как бы пересаживаемся на другие». Именно так открыл закон взаимодействия электрических зарядов Кулон. Работая в традиции таких наук, как сопротивление материалов и теория упругости, он придумал чувствительные крутильные весы для измерения малых сил. Но закон Кулона мог появиться только тогда, когда этот прибор был использован в традиции учения об электричестве. Открытие Кулона — результат перехода ученого из одной исследовательской традиции в другую.