Теория и гипотеза

Теория

Сущность теории

Теория - это высшая, самая разви¬тая организация научных знаний, которая дает целостное отображение закономерностей некоторой сферы действитель¬ности и представляет собой знаковую модель этой сферы. Эта модель строится таким образом, что некоторые из ее харак¬теристик, которые имеют наиболее общую природу, состав¬ляют ее основу, другие же подчиняются основным или выводятся из них по логическим правилам. Например, класси¬ческая механика может быть представлена как система, в фундаменте которой находится закон сохранения импульса («Вектор импульса изолированной системы тел с течением времени не изменяется»), тогда как другие законы, в том числе известные каждому студенту законы динамики Нью¬тона, являются его конкретизациями. Строгое построение геометрической теории, предложенной древнегреческим ма¬тематиком Евклидом, привело к системе высказываний (тео¬рем), которые последовательно выведены из немногих опре¬делений основных понятий и истин, принятых без доказа¬тельств (аксиом).

Как и эссенциальные факты, положения теории ото¬бражают определенные существенные связи действительно¬сти. Но, в противоположность фактам, они представляют их в обобщенном виде. Каждое положение теории является истиной для множества обстоятельств, в которых проявляется эта связь. Поэтому оно выражается с помощью общего вы¬сказывания, в то время как факт - с помощью единичного.

На ранних этапах развития науки устанавливаются эм¬пирические (феноменологические) обобщения, которые ото¬бражают связи чувственно воспринимаемых свойств вещей и явлений. К таким обобщениям относится, например, закон Бойля-Мариотта, в соответствии с которым для любого газа произведение его объема на давление есть величина посто¬янная (pv - const). Этот закон сформулирован, видимо, сле¬дующим образом. Сначала на основе статистической обра¬ботки табличных данных, которыми экспериментально зафиксирована зависимость между давлением и объемом не¬которых газов, получен соответствующий факт, а затем он распространен на весь класс газов.

Закон Бойля-Мариотта, однако, имеет крайне ограни¬ченный характер, поскольку не учитывает поведения газов при высоких давлениях. Более общие выводы потребовали введения допущений о так называемых идеализированных предметах, которые не поддаются изучению опытными ме¬тодами, а требуют мысленного освоения. Так, было допуще¬но, что, во-первых, газ представляет собой набор идеально упругих и бесконечно малых соударяющихся частиц; во-вторых, что сосуд переменного объема, в который заключе¬ны эти частицы, также является идеальным. Благодаря таким допущениям познание поднялось с эмпирического на теоре¬тический уровень, где математическая зависимость не толь¬ко подтверждается в отдельных случаях, но, фиксируя «чис¬тые», свободные от случайностей и привнесений ситуации, приобретают единый, необходимый и всеобщий характер. На этом уровне научное познание получает возможность от¬вечать на вопросы не только о том, «что есть» или «что бу¬дет», но и о том, «почему это есть» и «почему оно будет». Подчеркнем еще раз, что это вопросы, специфические для теоретического познания.

Развитие закона Бойля-Мариотта иллюстрирует то, что научные обобщения, как и их системы - научные теории, могут находиться в отношениях субординации между собой, если одни из них подчиняются другим или вообще ими поглощаются.

Обобщая факты и опираясь на них, теория, между тем, согласуется с господствующим мировоззрением, картиной мира, которые направляют ее возникновение и развитие. Из¬вестны случаи, когда теория или ее отдельные положения отклоняются не в связи с противоречиями фактическому ма¬териалу, а по причинам мировоззренческого, философского характера. Так случилось с известными физиками Э. Махом, В. Оствальдом и др., которые не признали в свое время атомной теории. «Предвзятость этих ученых против атомной теории, - писал А. Эйнштейн, - можно бесспорно отнести за счет их позитивистской философии. Это - интересный при¬мер того, как философская предвзятость мешает правильной интерпретации фактов даже ученым со смелым мышлением и тонкой интуицией».

Типы теорий

Теории разделяют по различным основаниям. Исходя из особенностей предметных областей, вы¬деляют математические, физические, биологические, социаль¬ные и прочие теории.

С логической точки зрения можно выделить дедуктив¬ные и недедуктивные теории. Основу дедуктивной теории составляет понятие логического следования. Как известно, из высказывания А логически следует высказывание B тогда и только тогда, когда истинность А гарантирует истинность В, или всякий раз, когда истинно А, истинно также и В.

Для построения фундамента дедуктивной теории важ¬но отобрать положения соответствующей ветви знания (ак¬сиомы), которые бы, во-первых, не противоречили одно дру¬гому. В противном случае, соответственно с законами логи¬ки, в пределах теории можно получить любое положение и она теряет свою познавательную ценность. Во-вторых, из множества аксиом должно следовать максимальное количе¬ство истинных положений данной ветви знания (система ак¬сиом, из которой выводятся все истинные положения облас¬ти знания, называется полной). В-третьих, аксиомы должны быть независимы друг от друга, т.е. не должны находиться между собой в отношении логического следования. В противном случае система аксиом окажется избыточной.

Дедуктивный способ построения теории используется прежде всего в математике, логике, математическом естест¬вознании. Но нужно иметь в виду ограниченность приме¬нения дедуктивного метода в науке. Напомним о том, что К. Гёдель доказал теорему о неполноте формализованных систем. В соответствии с этой теоремой ни одна дедуктивная теория содержательно богатой области знаний (например, арифметика) не может быть полной. Это означает, что суще¬ствуют такие истинные положения этой области, которые не следуют из множества первоначально взятых аксиом. Поэто¬му надежды на возможности дедуктивных теорий не должны быть слишком большими.

Недедуктивные теории характерны для опытных наук. Здесь «господствуют» вероятностные формы выводов - ана¬логия, редукция, индукция. Недедуктивным путем идет боль¬шинство естественных наук, а также науки гуманитарного и обществоведческого циклов. Теории в этих науках опирают¬ся на изучение действительности, используя наблюдения, эксперименты, реконструируя ход событий по отображению в памятниках культуры.

Недедуктивный характер теорий в опытных науках не означает полного исключения из них дедуктивных методов. Без них невозможна ни одна наука. Объяснение тех или иных явлений, видение новых фактов направляется ранее добыты¬ми знаниями и связано и использованием дедуктивных про¬цедур. Также и дедуктивные науки не обходятся, в частно¬сти, без аналогии или индукции, особенно на этапах своего становления. Многие свойства чисел, например, были откры¬ты путем наблюдений задолго до того, как были засвидетельствованы строгими доказательствами. Поэтому, видимо, прав Д. Пойа, формулируя афоризм, что «когда вы убедитесь, что теорема верна, вы начинаете ее доказывать».

С точки зрения глубины проникновения в сущность изучаемых явлений большой интерес вызывает деление тео¬рий на феноменологические и эссенциальные. Глубина по¬знания в феноменологических теориях не выходит за рамки сферы явлений и поэтому характеризуется использованием близких к опыту понятий. Эссенциальные теории идут зна¬чительно дальше и отображают внутренние механизмы изу¬чаемых процессов. В эссенциальных теориях широко приме¬няются абстрактные понятия, которые характеризуют нена¬блюдаемые объекты. Феноменологические теории, как пра¬вило, возникают на начальных стадиях развития науки и с течением времени поглощаются эссенциальными.

В последнее время среди исследователей в различных областях знаний особого внимания заслуживает разделение эссенциальных теорий на теории простых и сложных сис¬тем. К простым системам относятся такие, что отличаются однородностью, линейностью и устойчивостью протекающих процессов. Знания об эволюции простой системы позволяют иметь всю информацию и по любому моментальному состоя¬нию однозначно предсказать ее будущее и восстанавливать прошлое. Классическим примером простой теории служит механика Ньютона.

Но большинство систем окружающего мира имеют неоднородный, нелинейный, неустойчивый и необратимый характер. Их поведение во многом зависит от случайных факторов и поэтому характеризуются неопределенностью и непредсказуемостью. Владея теорией сложной системы, мож¬но делать достоверные предсказания, как правило, на корот¬ких временных интервалах, и по прохождению некоторого времени предсказания не совпадают с ходом событий. К наиболее сложным системам относится человеческое обще¬ство, и именно здесь предсказание связано с особым риском.

Можно выделить теории завершенные и незавершен¬ные. Завершенная теория представляет собой окончательную знаковую модель некоторого целостного фрагмента реальности с точно установленными границами. Положения завершенной теории - научные законы как достоверные высказы¬вания о сущности познаваемых процессов. Незавершенная теория является вариационной, во многом гипотетической знаковой моделью. Границы развития такой теории пока что неизвестны, они носят открытый характер в том смысле, что отсутствуют представления о предметах, к которым она не¬применима. О ее обобщениях нельзя утверждать как о дос¬товерно установленных законах. Примерами завершенных теорий могут служить геометрия Евклида, механика Ньюто¬на. Сегодня точно известна сфера применения евклидовой геометрии - трехмерное пространство. Но до открытия не¬евклидовых геометрий она существовала в виде модели, ко¬торая варьировалась в связи с попытками доказательства знаменитого пятого постулата. То же происходило и с меха¬никой Ньютона до начала XX столетия,